石墨烯薄膜研制及其摩擦學(xué)性能研究獲得新進(jìn)展
石墨烯氧化物在單晶硅基底上的多步組裝示意圖
中科院蘭州化學(xué)物理研究所固體潤滑國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室聚合物摩擦學(xué)組在石墨烯（Graphene）薄膜研制及其摩擦學(xué)性能研究方面獲得新進(jìn)展。
石墨烯是單層碳原子緊密排列而形成的一種炭質(zhì)新材料，具有單層二維蜂窩狀（Honeycomb）晶格結(jié)構(gòu)，是目前世界上公認(rèn)的最薄的二維材料（厚度只有0.335 nm）。由于其特殊的微觀結(jié)構(gòu)，石墨烯具有極好的力學(xué)、熱導(dǎo)性和電學(xué)性能，有望在微電子、信息、能源、材料和生物醫(yī)藥等領(lǐng)域具有重大的應(yīng)用前景。但是，結(jié)構(gòu)完整的石墨烯化學(xué)穩(wěn)定性高，很難將其在器件上進(jìn)行組裝，從而限制了其深入應(yīng)用。可喜的是，基于氧化石墨烯表面活性官能團(tuán)而開展的石墨烯功能化研究為其表面組裝和修飾提供了可能。固體潤滑國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究人員利用氧化石墨烯表面的活性環(huán)氧基、羧基與氨基的化學(xué)作用，將其組裝到3-氨丙基三乙氧基硅烷自組裝薄膜（APTS-SAMs）修飾的單晶硅基底表面，然后進(jìn)行熱還原處理，得到了還原的石墨烯氧化物。對(duì)制備的樣品進(jìn)行摩擦學(xué)性能表征，發(fā)現(xiàn)所獲得的薄膜具有較低的摩擦系數(shù)和優(yōu)異的抗磨損性能。該項(xiàng)研究有望為微/納機(jī)電系統(tǒng)（MEMS/NEMS）提供一種新的潤滑體系，具有十分重要的科學(xué)和現(xiàn)實(shí)意義。研究結(jié)果發(fā)表在近期的Langmuir上（2010，26（20），15830-15836）。該項(xiàng)研究得到了國家自然科學(xué)基金和中科院“百人計(jì)劃”科研項(xiàng)目的支持。
