张经纬教授团队在液相机械剥离制备石墨烯领域取得重要突破,相关研究成果发表于国际著名期刊《Nano Letters》。该成果为石墨烯规模化生产提供了新思路。
液相机械剥离方法因其简单、环保、可规模化等优势,在石墨烯制备领域备受关注。然而,传统方法中机械能利用效率低下的问题一直制约着其工业化应用。研究团队针对这一关键难题,开发出一种创新的溶剂结晶策略,成功实现了机械能的高效利用。
研究发现,该创新策略通过强化悬浮液体系中组分间的相互作用,即使在低剪切速率下也能实现本征石墨烯的高效制备。与传统液相机械剥离方法相比,新方法的机械能利用效率提升了两个数量级。研究团队运用分子动力学模拟与流体力学计算,深入揭示了溶剂结晶增强剪切强度和界面相互作用的机理,证实了该方法能有效降低机械能在传递过程中的损耗。
值得一提的是,采用该方法制备的石墨烯产品具有缺陷少、导电性好等优点,在电磁屏蔽等应用领域展现出优异性能。这一研究成果不仅推进了石墨烯制备工艺的发展,也为相关产业化应用奠定了重要基础。
河南大学为论文第一署名单位,张经纬教授为通讯作者,博士研究生庞凯祥、方小可为第一作者和共同第一作者。中国科技大学朱彦武教授(共同通讯作者)和南京航空航天大学赵盖教授参与合作研究。
论文链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.4c04329