平面石墨烯可自折疊成3D結(jié)構(gòu)

平面石墨烯可自折疊成3D結(jié)構(gòu)

據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)9日?qǐng)?bào)道，美國(guó)約翰·霍普金斯大學(xué)和麻省理工學(xué)院的科學(xué)家合作，利用全新方法讓平面石墨烯自折疊成3D幾何形狀。發(fā)表在最新一期《科學(xué)進(jìn)展》雜志上的這一成果，將為用石墨烯研制可穿戴電子設(shè)備、活細(xì)胞膠囊和折疊式晶體管等帶來(lái)更廣闊的前景。

作為一種新型納米材料，石墨烯因具有超薄、強(qiáng)度大、導(dǎo)電導(dǎo)熱性能強(qiáng)等特性，10年來(lái)經(jīng)常出現(xiàn)在新聞報(bào)道中，在生物傳感器和可穿戴電子設(shè)備領(lǐng)域帶來(lái)系列全新應(yīng)用。但這些應(yīng)用裝置需要將平面石墨烯制成三維結(jié)構(gòu)，現(xiàn)有方法主要利用蝕刻技術(shù)讓石墨烯層在某個(gè)基底物上形成想要的形狀，許多形狀無(wú)法獲得，因此研究人員一直在尋找更好的方法。

在這項(xiàng)以約翰·霍普金斯大學(xué)徐偉南（音譯）為第一作者的新研究中，研究人員開發(fā)出一種全新的微圖形處理技術(shù)，石墨烯層在加熱過(guò)程中能沿著預(yù)先設(shè)定的線條彎曲，像人工折紙一樣折疊成3D結(jié)構(gòu)。這種新方法具有兩大優(yōu)勢(shì)，其一，能避免之前工藝中出現(xiàn)的石墨烯特性受損，折疊過(guò)程可完全保留石墨烯的導(dǎo)電導(dǎo)熱等性能；其二，3D形狀內(nèi)的折痕可形成能量帶隙，進(jìn)一步提高石墨烯的導(dǎo)電性能。

研究人員表示，新技術(shù)還能與傳統(tǒng)光刻技術(shù)兼容并應(yīng)用于晶片中，且能進(jìn)行高度并行處理，不會(huì)出現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)障礙。他們?cè)跍y(cè)試中利用這種折疊技術(shù)制造出能包裹活細(xì)胞的3D結(jié)構(gòu)、非線性電阻器以及一種晶體管裝置，3D石墨烯將為人們帶來(lái)各種非常好用的可穿戴電子設(shè)備和置于活體生物體內(nèi)的傳感器。

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