Ingenieurs van de Rutgers University hebben een eenvoudige methode gevonden om grafeen van hoge kwaliteit te produceren dat kan worden gebruikt in elektronische en energieapparaten van de volgende generatie:bak de verbinding in een magnetron.

De ontdekking is gedocumenteerd in een studie die vandaag online in het tijdschrift is gepubliceerd Wetenschap .

"Dit is een grote vooruitgang op het gebied van grafeen, " zei Manish Chhohalla, hoogleraar en universitair hoofddocent bij de afdeling Materials Science and Engineering aan de Rutgers' School of Engineering. "Deze eenvoudige microgolfbehandeling leidt tot grafeen van uitzonderlijk hoge kwaliteit met eigenschappen die die van ongerept grafeen benaderen."

De ontdekking werd gedaan door postdoctorale medewerkers en niet-gegradueerde studenten van de afdeling, zei Chhohalla, die tevens directeur is van het Rutgers Institute for Advanced Materials, Apparaten en nanotechnologie. Met studenten als co-auteurs van a Wetenschap papier is zeldzaam, maar hij zei dat "de Rutgers Materials Science and Engineering Department en de School of Engineering bij Rutgers een cultuur van nieuwsgierigheidsgedreven onderzoek cultiveren bij studenten met frisse ideeën die niet bang zijn om iets nieuws te proberen."

Grafeen - 100 keer sterker dan staal - geleidt elektriciteit beter dan koper en voert warmte snel af, waardoor het voor veel toepassingen bruikbaar is. Grootschalige productie van grafeen is nodig voor toepassingen als printbare elektronica, elektroden voor batterijen en katalysatoren voor brandstofcellen.

Grafeen komt van grafiet, een op koolstof gebaseerd materiaal dat door generaties studenten en docenten wordt gebruikt in de vorm van potloden. Grafiet bestaat uit vellen of lagen grafeen.

De eenvoudigste manier om grote hoeveelheden grafeen te maken, is door grafiet te exfoliëren in afzonderlijke grafeenvellen met behulp van chemicaliën. Het nadeel van deze benadering is dat nevenreacties optreden met zuurstof - vormend grafeenoxide dat elektrisch niet-geleidend is, waardoor het minder bruikbaar is voor producten.

Het verwijderen van zuurstof uit grafeenoxide om grafeen van hoge kwaliteit te verkrijgen, was de afgelopen twee decennia een grote uitdaging voor de wetenschappelijke gemeenschap die aan grafeen werkt. Zuurstof verstoort de ongerepte atomaire structuur van grafeen en degradeert de eigenschappen ervan.

Chhowalla en zijn groepsleden ontdekten dat het geëxfolieerde grafeenoxide slechts één seconde in een 1 bakt. magnetron van 000 watt, zoals die worden gebruikt in huishoudens in heel Amerika, kan vrijwel alle zuurstof uit grafeenoxide elimineren.