激光新技術(shù)讓石墨烯工業(yè)化成為可能

西班牙AIMEN技術(shù)中心的研究人員日前，展示了使用超高速激光加工石墨烯材料的新技術(shù)，它使得大規(guī)模加工生產(chǎn)石墨烯成為可能。

　石墨烯具有獨(dú)特的電子和光學(xué)特性，其工業(yè)化生產(chǎn)可能會(huì)帶來(lái)一個(gè)快速、可靠、低功耗通信和信息處理的新時(shí)代。但目前有兩大問(wèn)題阻礙了石墨烯產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用：首先，工業(yè)生產(chǎn)中沒(méi)有成熟的技術(shù)可用于大規(guī)模生產(chǎn)具有特殊性能的石墨烯；其次，用于硅基處理的傳統(tǒng)固態(tài)技術(shù)不適用于高分子材料石墨烯的加工。

　AIMEN的研究人員展示的新技術(shù)，通過(guò)短激光脈沖誘導(dǎo)石墨烯的化學(xué)晶格發(fā)生變化。單個(gè)激光脈沖的持續(xù)時(shí)間僅有幾秒，石墨烯中的極性分子會(huì)像水波那樣產(chǎn)生一個(gè)持續(xù)的振蕩。研究人員發(fā)現(xiàn)，在振蕩過(guò)程中，可以通過(guò)切割石墨烯晶格，把外部分子或所需的化合物添加到石墨烯中。激光的光斑可以集中在一個(gè)邊長(zhǎng)為1微米的正方形中或面積更小的區(qū)域，這樣就能高精度地控制整個(gè)添加過(guò)程。在新技術(shù)工作過(guò)程中，大量的石墨烯可在高速度、高精度條件下被裁剪，這為石墨烯的廣泛應(yīng)用開(kāi)辟了新的途徑。運(yùn)用這項(xiàng)技術(shù)，繪制微米大小的石墨烯的速度將超過(guò)每秒1米。

　此外，這項(xiàng)技術(shù)還展現(xiàn)了通過(guò)調(diào)整激光的變化來(lái)控制熱量吸收的化學(xué)過(guò)程。在低能量輸出的條件下，多光子吸收在碳和大氣分子的化學(xué)反應(yīng)之間起主導(dǎo)作用，從而賦予石墨烯新的光學(xué)特性，這也有助于通過(guò)改變石墨烯的光學(xué)潛力，使其更加功能化。研究人員稱，這項(xiàng)技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的表現(xiàn)還有待進(jìn)一步驗(yàn)證。目前的研究是基于工業(yè)生產(chǎn)的考慮，目的在于深入研究石墨烯在化學(xué)和物理變化中的可行性，同時(shí)嘗試用電子設(shè)備程序來(lái)控制其工業(yè)生產(chǎn)。