科學家讓石墨烯擁有“熱敏感” 可用于紅外線成像設備
2015年08月13日 10:5 3976次瀏覽 來源： 中國有色網 分類： 新材料前沿
在長達4年的時間里，美國兩名科學家一直在嘗試對石墨烯進行修改，讓其擁有熱靈敏度，用于紅外線成像設備內。目前，他們成功研制出擁有磁性、光學、電學以及熱屬性的新材料，可廣泛應用于軍用護目鏡、手機照相機、光電探測器以及晶體管內，還有望改變人們的工作和娛樂方式。
石墨烯是一種比頭發(fā)絲細100萬倍的材料，由排列成蜂巢結構的碳原子組成，具有超高的導電性、耐用性和可塑性。美國東北大學物理學家斯瓦斯迪科·卡爾和斯里尼瓦斯·斯里達爾一直希望能通過給石墨烯添加其他元素，從而研制出擁有超越石墨烯屬性的新材料。
據報道，在研究初期，卡爾團隊給石墨烯添加了硼和氮元素，但花費很多時間試圖將混入產品中的氧氣除掉，因為他們擔心氧氣會污染這種正在研制的“純凈”材料。但后來他們意識到，無法忽視氧氣在其中的重要作用，因此決定采用最好的辦法來控制氧元素。
結果表明，添加氧元素后，新材料在反應室中的行為完全超出他們的想象：氧決定了硼、碳和氮等其他元素在固態(tài)晶體中的混合方式。卡爾解釋說，少量氧“蝕刻掉”了一些碳，為硼和氮的加入騰出了空間，“就好像氧氣控制了新材料的幾何結構”。
他們將新物質命名為“2D-BNCO”，代表其由硼、氮、碳和氧四種元素組成，而且是一種二維的超輕質材料。研究人員使用電子顯微鏡和分光鏡等工具對新物質進行了分析，結果表明，其擁有磁性、電學、光學屬性以及美國國防部高級研究計劃局(DARPA)一直孜孜以求的熱屬性。
新材料潛在的應用范圍非常廣泛：從手機用的20兆像素陣列到光電探測器再到原子厚度的晶體管等。接下來，他們將檢查新材料的力學屬性，并用實驗證實其磁性。據悉，美國軍方研究實驗室、DARPA對此研究提供了資助。
責任編輯：徐婷
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