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石墨烯基板可改善碳纳米管网络的导电性

来源:稀导 浏览人数:78 次更新时间:2021.01.23

石墨烯基板可改善碳纳米管网络的导电性

透明导电膜(TCF)在触摸屏,有机发光二极管和太阳能电池中有许多应用。这些应用需要坚固,节能和稳定的材料,这就是公司和研究人员对碳基材料感兴趣的原因。这尤其适用于单壁碳纳米管的网络,有望取代目前使用的金属氧化物薄膜。 石墨烯是最薄的可想象材料。它只是碳原子的一个原子层。将其滚动成圆柱体可制成碳纳米管,它更适合在实际应用中传输电流。在ACS Nano上发表的一篇文章中,阿尔托大学和维也纳大学的科学家介绍了一种通过混合碳纳米管和石墨烯制成的混合材料,这种材料提高了薄膜的电导率,超

透明导电膜(TCF)在触摸屏,有机发光二极管和太阳能电池中有许多应用。这些应用需要坚固,节能和稳定的材料,这就是公司和研究人员对碳基材料感兴趣的原因。这尤其适用于单壁碳纳米管的网络,有望取代目前使用的金属氧化物薄膜。

石墨烯是最薄的可想象材料。它只是碳原子的一个原子层。将其滚动成圆柱体可制成碳纳米管,它更适合在实际应用中传输电流。在ACS Nano上发表的一篇文章中,阿尔托大学和维也纳大学的科学家介绍了一种通过混合碳纳米管和石墨烯制成的混合材料,这种材料提高了薄膜的电导率,超过了分别使用这些组分结构时的电导率。

阿尔托的Kauppinen教授小组在制造TCF的碳纳米管方面拥有多年的经验。这项新工作运用了他们开发的技术,可以在石墨烯上放置密集且清洁的无规纳米管网络。 Kauppinen解释说:“这是我们过去几十年来开发的技术的另一种应用。简单地说,这项工作是关于如何在没有溶剂的情况下将两种材料组合在一起。”在这项研究中,科学家使用了一种称为热泳的方法,将纳米管沉积在预制的石墨烯电极上。混合膜的电导率大约是预期的两倍。

由贾尼·科塔科斯基(Jani Kotakoski)领导的维也纳大学团队进行的实验表明,石墨烯的强电相互作用通过促进电荷隧穿来增强纳米管之间的电子流动。该团队使用扫描透射电子显微镜观察了单个原子尺度上的材料,发现石墨烯与纳米管之间的范德华相互作用足够强,可以将圆形纳米管束折叠成扁平带状。

维也纳小组的首席科学家Kimmo Mustonen解释说:“这确实是一种巧妙的方法。纳米材料中的电荷传输对任何外部因素都非常敏感。您真正想要的是避免不必要的处理步骤,如果您的目标是理想的导电膜。” Mustonen补充说:“实际上,这是非常了不起的。我们当然知道相互作用非常强。例如,想到石墨;它只是通过相同机理结合在一起的大量石墨烯层。但是我们没有想到它对电导率有如此强烈的影响。”