基礎研究 | 我區石墨烯基礎研究領域取得新研究成果
2020-09-26 創新內蒙古
近日，內蒙古農業大學副教授郭澤宇在納米材料國際知名期刊《碳》（Carbon）發表基於納米纖維模板法製備中空石墨烯微管及在場發射中的潛在應用（Hollow『graphene’microtubes using a polyacrylonitrile nanofiber template and their potential applications of field emission」）的最新成果。該成果通過製備石墨烯微管的工藝為規模化生產直徑可調的石墨烯微管提供了可能性，在實驗室實現了將二維的石墨烯通過簡單的方法轉變為一維的管狀結構，這種直徑可調的石墨烯微管在生物醫學、藥物載體、農業化肥、生物質光合作用等方面都具有潛在的應用。
二維的石墨烯納米片轉變為一維的石墨烯納米管過程示意圖
該項目得到了國家自然科學基金、內蒙古自然科學基金、內蒙古科技計劃（關鍵技術攻關）項目、內蒙古青年科技英才支持計劃——科技領軍人才項目、內蒙古高等學校科學研究項目、內蒙古農業大學高層次引進人才科研啟動項目的大力支持。
(a)碳纖維和氧化石墨烯共存狀態；(b)—(f)石墨烯納米管的掃描電鏡微觀圖；(g)和(j)為石墨烯納米管的透射電鏡微觀圖；(h)和(k)為TEM高分辨圖像顯示的石墨烯層數和石墨條紋；(I)和(m)分別為石墨烯納米管的拉曼(Raman)光譜和X射線光電子(XPS)能譜。
該科研團隊研發了一種將石墨烯納米片連接起來形成石墨烯空心微管(GHMs)的簡易化製備過程，通過改變反應條件，可在100-500納米範圍內調節管徑。科研團隊研究發現，在氨氣氣氛下對氧化石墨烯(G-O)/PAN碳纖維進行退火時，石墨烯納米片邊緣的N原子可以取代C原子，石墨烯片可以無縫連接。G-O/碳納米纖維框架作為約束模板，石墨烯薄片圍繞其彎曲形成管狀結構。該研究成果在器件的場發射方面具有可觀的應用前景，其場發射特性為：低的導通電壓0.18 V/μm (J=10 μA/cm²)、低的閾值場0.35 V/μm (at J=10 mA/cm²)和高的場發射穩定性。
原文連結：
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0008622320305510
（基礎研究處 內蒙古農業大學科技處）
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