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“鍍金”石墨烯：快速化學氣相沉積法在金屬薄片上合成石墨烯

2018-09-14 15:27:33 作者：本網整理來源：材料科技在線分享至：

鍍金原是用貴重金屬涂布復雜文物的過程。古埃及人和中國人用鍍金為其雕塑品鍍上一層金屬薄膜——幾千年來，這些金色雕塑抵御腐蝕、磨損和環境退化。例如，埃及法老圖坦卡蒙的中、外棺材都是金箔鍍金的，其他許多古代寶藏也大都如此。

Urbana-Champaign 的伊利諾伊大學機械科學與工程系助理教授SamehTawfick在一項新的研究中受這一古老工藝的啟發，在金屬葉片上添加了一層碳原子，即石墨烯，使鍍金的抗磨損性能提高了一倍。

這項研究“石墨烯鍍金：快速化學氣相沉積法在金屬薄片上合成石墨烯”發表在《先進功能材料》（Advanced Functional Materials）雜志上。研究人員用單層石墨烯涂覆了金屬鈀的薄葉。

金屬葉或箔作為可升級涂層材料具有許多優點，包括它們在大型軋輥中的商業可用性和相對低的價格。通過將單層石墨烯結合到葉子上，Tawfick和他的團隊得到了意想不到的好處，包括增強的機械阻力。他們的工作為適建筑物、船體、消費電子產品的金屬表面、小貴重物品或珠寶等大型結構上的防護涂層應用提供了有利條件。

“在鈀上添加一層石墨烯原子，使其比單獨的裸葉抗縮進增強了兩倍。”Tawfick說：“從成本的角度來看，這也是非常吸引人的。例如，覆蓋芝加哥硬質合金與碳素建筑的鍍金結構所需的石墨烯的量將是針頭的大小。”

此外，研究小組還開發了一項新技術，可以在30秒內將優質石墨烯直接生長在150納米薄鈀葉的表面。他們使用的是化學氣相沉積法，其中金屬葉片在1100°C爐中處理，裸鈀葉充當催化劑，可允許氣體快速反應。

石墨烯的化學氣相沉積需要非常高的溫度，它可以使葉子熔化，或者通過稱為固態除濕的過程使葉子成珠。“MechSE的博士研究生在，該研究的主要作者Kaihao Zhang說：”我們開發的工藝可足夠快地沉積石墨烯以避免高溫降解，它是可伸縮的，可生產出非常高質量的石墨烯。“博士后研究助理CharalamposAndroulidakis和本科生研究助理Chen Mingze也是論文的合著者。他們都是Illinois大學Tawfick教授動力學材料研究小組的成員。

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責任編輯：韓鑫

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