Développement de nano graphène à partir de nanotubes de carbone à l'aide de dopants hétéroatomes. Processus de décompression du graphène. Nano Tube de Carbone → Nano Graphène. Hétéroatome. Ce processus est similaire à un papier coupé en deux à partir d'un petit trou percé à l'intérieur. Crédit :KAIST
Une équipe de recherche du Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST) a développé une technique qui permet de décompresser le plan de graphène sans dommages incontrôlables.
L'équipe de recherche du professeur Sang-Wook Kim du département de science et d'ingénierie des matériaux du KASIT a développé une technique, qui permet de décompresser le plan de graphène sans dommages incontrôlables. Les résultats de la recherche ont été publiés en ligne dans le numéro du 22 janvier de Communication Nature .
Le graphène est une forme de carbone dans laquelle ses atomes forment une structure en nid d'abeille par liaison chimique. Si cette structure peut être découpée à la forme désirée, d'autres matériaux carbonés à nanostructure peuvent être créés. De nombreux chercheurs ont essayé d'obtenir la décompression précise des structures de graphène, mais a dû faire face à des défis.
Pour rompre une liaison très forte entre les atomes de carbone, une réaction chimique d'une force équivalente doit être induite. Mais la réaction chimique ne coupe pas seulement les frontières souhaitables, mais endommage aussi ceux qui l'entourent. Techniques conventionnelles, qui a coupé le graphène à la fois, endommagé les propriétés chimiques de la structure du graphène après décompression. Ceci est similaire à l'usure du papier en le manipulant.
Développement de nano graphène à partir de nanotubes de carbone à l'aide de dopants hétéroatomes
Pour résoudre ce problème, l'équipe de recherche a adopté le « dopage aux hétéroatomes ». L'idée est similaire à une feuille de papier divisée en suivant une rainure dessinée sur la feuille. Après avoir rendu certaines régions de la structure instables en dopant d'autres atomes tels que l'azote sur un plan de carbone, les régions sont stimulées électrochimiquement pour diviser les parties. L'azote ou d'autres atomes agissent comme le sillon sur le plan du graphème.
Les chercheurs ont finement contrôlé la quantité de graphène décompressé en ajustant la quantité de dopants hétéroatomes, à partir de laquelle ils ont pu créer un nano graphène de qualité sans aucun dommage dans sa structure cristalline bidimensionnelle. En utilisant cette technique, les chercheurs ont pu obtenir un condensateur avec une vitesse de transfert d'énergie de pointe. Le nano graphène peut être combiné avec du polymère, métal, et des nanomolécules semi-conductrices pour former des composites de carbone.
Le professeur Kim a dit :« Pour commercialiser cette technique, le dopage des hétéroatomes devrait faire l'objet de recherches plus approfondies. Nous prévoyons de développer des matériaux en carbone de type tissu avec d'excellentes propriétés mécaniques et électriques en utilisant cette technique. »
