印度研究人员发现可能改变现有石墨烯合成方法的发现

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印度IIT-Gandhinagar的一组研究人员发现了一种意外现象,该现象可能会对合成石墨烯和其他二维(2D)纳米材料的现有协议产生重大影响。

一种流行的合成石墨烯的方法是液相剥离,其中将石墨粉混合在合适的液体介质中,然后暴露于高强度声能的爆裂下(超声)。该超声能量将分层的母体晶体分层为子纳米片,该子纳米片悬浮并在有机溶剂中游动以形成2D纳米材料的稳定分散体。

在该方法中,假定超声能量爆发不会影响有机溶剂。但是,研究小组偶然发现了一个惊喜。他们将这种方法扩展到合成硼苯的分散体,硼苯是一种类似于石墨烯但由硼制成的二维材料。在进行对照实验时,博士生Saroj Kumar Das出乎意料地观察到有机溶剂本身正在转变成量子点-直径仅为2nm的极其微小的荧光纳米结构。

据报道,Das在用激光照射分散体时表现出了这一观察力,并显示出美丽的荧光色,这是量子点的特征。量子点的这种同时形成以及纳米片的形成从未见过。

最初,研究小组认为这些量子点可能来自可能的污染。但是,在以不同的设置进行了几次实验并验证了结果之后,该团队能够验证过程中使用的有机溶剂本身正在转化为碳量子点。

“这是一个令人惊讶的发现,因为科学家到目前为止一直认为,液体介质或有机溶剂在暴露于声波过程中保持稳定,并且什么也没有发生。这是将它们用作此类实验的分散介质的主要原因。从来没有人怀疑有机溶剂分子可以通过声能转变为碳量子点。IIT的Kabeer Jasuja博士说:“这种新的物理见解将为合成纳米片所遵循的协议提供重要的补充。”

为了证明这些结果的相关性,研究小组还重新研究了利用超声合成其他2D材料的方案。他们发现,在这些协议中,最终得到的是碳量子点与2D纳米片的混合物。该发现暗示,在推断通过这种方法形成的纳米片之前,需要先认识到这些量子点的存在。



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