在最近十年里,說(shuō)石墨烯是很有前途的材料可能都只是輕描淡寫,不足以體現(xiàn)它的性能之強(qiáng)大。碳原子薄層比鋼的強(qiáng)度大,比銅的導(dǎo)電性能好,且還具有一些其他的優(yōu)異性能。但是很多性能發(fā)揮的前提是需要完好無(wú)缺陷的薄層材料,目前科學(xué)家們依然在努力尋求可靠的方式來(lái)制造這種完美的材料。
不過(guò)近來(lái)研究人員發(fā)現(xiàn),在某些情況下,即使是“有缺陷的”石墨烯也可以脫穎而出。石墨烯片層上小的缺陷可能會(huì)降低其強(qiáng)度,但如果這些缺陷的大小合適,就可以充當(dāng)粒子(其尺寸大小可從質(zhì)子到鹽水污染物顆粒不等)通過(guò)的孔隙。
研究人員測(cè)試了各種缺陷尺寸以及每種粒子被傳輸背后的機(jī)制。
石墨烯片上存在較小的片孔,因此使不管來(lái)自哪個(gè)分子的質(zhì)子都可以從一側(cè)穿梭到另一側(cè)。這可以為燃料電池打開一個(gè)通道,利用氫原子的虹吸力,使得比如今的傳輸速度快幾個(gè)數(shù)量級(jí)。此外,可以制造更大的孔,允許水分子通過(guò),而毒素、細(xì)菌以及病毒等更大的鹽或污染物粒子則不能通過(guò),以達(dá)到過(guò)濾水的目的。
能滿足人們需要的,大批量生產(chǎn)石墨烯依然是個(gè)問題,但是現(xiàn)在看來(lái),似乎此材料的每一種形式——從完美的片狀到碎料再到適宜的粉狀,都將在某種情況下變得有價(jià)值。
這項(xiàng)研究來(lái)源于美國(guó)西北大學(xué)Franz Geiger教授的設(shè)想,由全美各地的研究人員進(jìn)行研究,研究成果于上周二發(fā)表在Nature Communications上。