高速大面積沉積納米薄膜 新技術(shù)有望改變納米片生產(chǎn)方式
【化工儀器網(wǎng) 行業(yè)百態(tài)】納米片是一種在納米尺度上具有片狀結(jié)構(gòu)的材料。與傳統(tǒng)的材料相比，納米片具有更高的比表面積和更多的表面活性位點(diǎn)，因此具有更好的催化、吸附、傳感等性能，這使得納米片在光學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)、機(jī)械和化學(xué)等方面表現(xiàn)出獨(dú)特且出色的性質(zhì)。
目前納米片的合成方法多種多樣，比較常見的有催化還原法、光致變色法、化學(xué)氣相沉積法、化學(xué)蒸鍍法、金屬材料合成法等等。這些方法各有優(yōu)劣，硬板會(huì)根據(jù)產(chǎn)品需求進(jìn)行選擇。但是綜合而言，傳統(tǒng)制造納米片的方法或多或少的存在諸如難以實(shí)現(xiàn)均勻、大面積沉積以及基底轉(zhuǎn)移過程過于復(fù)雜的問題，因此一定程度上成為了納米片發(fā)展的瓶頸。就在近日，日本名古屋大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)獲得了突破有望改變這一情況。
該技術(shù)的核心在于利用納米片在特定條件下的自發(fā)排列現(xiàn)象。據(jù)悉，該研究團(tuán)隊(duì)在研究中發(fā)現(xiàn)，被浸濕的納米片會(huì)自發(fā)地排列在水面上，并在15秒內(nèi)形成致密的薄膜。基于此，他們研發(fā)了一種可高速大面積沉積二維(2D)材料的方法。
相關(guān)報(bào)道中提到，團(tuán)隊(duì)通過將納米片溶劑混合物滴到水面上來測試這項(xiàng)技術(shù)。由于乙醇的揮發(fā)性比水高，它會(huì)蒸發(fā)得更快，從而在表面形成濃度梯度。乙醇蒸發(fā)較多的區(qū)域表面張力高于乙醇濃度較高的區(qū)域，這種表面張力的差異導(dǎo)致流體從較低張力的區(qū)域向較高張力的區(qū)域移動(dòng)，從而產(chǎn)生對流。這些對流現(xiàn)象引導(dǎo)溶液中的納米片，使它們在水面上排列得更有序、更致密。整個(gè)過程類似冰塊在水面上聚集的過程，并且形成的薄膜也像拼圖一樣整齊。
值得一提的是，關(guān)于產(chǎn)出的納米片薄膜，研究團(tuán)隊(duì)采用了原子力顯微鏡和共聚焦激光顯微鏡對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了驗(yàn)明，確定了其結(jié)構(gòu)的高度均勻。因此，整個(gè)方法在簡化生產(chǎn)過程，生產(chǎn)出高效性、高質(zhì)量納米薄膜上展現(xiàn)了重要優(yōu)勢。而更重要的一點(diǎn)是，這種方法本身還符合環(huán)境友好的標(biāo)準(zhǔn)，是一種綠色工藝。
綜上所述，名古屋大學(xué)團(tuán)隊(duì)研發(fā)的可高速大面積沉積二維材料的方法為納米材料產(chǎn)業(yè)帶來了全新的曙光，其高效性、高質(zhì)量和多功能性為未來的科技發(fā)展提供了新思路。隨著技術(shù)的進(jìn)一步進(jìn)步，我們可以期待其為我們的生活帶來新的改變，為包括光伏產(chǎn)業(yè)在內(nèi)的相關(guān)產(chǎn)業(yè)注入新的活力。
本文參考資料來源：科技日報(bào)
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