（Phys.org）-石墨烯已经从塑料、蟑螂、女童子军饼干和狗粪便等多种多样的材料中生长出来，理论上可以从任何碳源中生长出来。然而，科学家们仍在寻找一种可持续、可扩展且经济可行的石墨烯前体和生长方法，因为这些都是实现基于石墨烯的设备广泛商业化的要求。
在一项新的研究中，研究人员从茶树植物互叶白千层中培养出了石墨烯，这是传统医学中用于制造精油的同一种植物。研究人员证明，他们可以在短短几秒钟到几分钟内从茶树油中制造出大面积、几乎没有缺陷的石墨烯薄膜，而目前的生长方法通常需要几个小时。与目前的方法不同，新方法还能在相对较低的温度下工作，不需要催化剂，也不依赖甲烷或其他不可再生、有毒或爆炸的前体。
澳大利亚昆士兰州詹姆斯库克大学的科学家莫汉·雅各布教授和澳大利亚、新加坡、日本和美国机构的合作者在最近一期《纳米快报》上发表了一篇关于从茶树提取物中培养石墨烯的新技术的论文。
雅各布告诉Phys.org，“这项研究实现了从环保前体制造高质量、少层石墨烯。”“总体而言，在相对较低的制造温度下使用快速、环保的前体和工艺进行大面积石墨烯制造是这项工作的主要意义。”
对于石墨烯的生长，研究人员使用了一种叫做等离子体增强化学气相沉积的技术。研究人员将蒸发的茶树提取物放入加热的管中，与以前版本中使用甲烷气体的方式非常相似。一旦他们用电极打开等离子体，蒸汽几乎立即转化为石墨烯薄膜。
在每种石墨烯生长方法中，最终的石墨烯产品都会有所不同。这里生长的石墨烯表面积特别大，边缘很长，科学家估计一平方厘米边缘的总长度为2.6公里（1.6英里）。石墨烯边缘对材料的整体性能有很大影响，长边缘为许多应用提供了优势，包括电池电极和化学传感器。
这里生长的石墨烯的另一个独特特征是它是迄今为止最疏水的石墨烯样品之一。一般来说，疏水性随着2D石墨烯获得更多层而增加，变得更加3D。为了支持这种关系，这里的显微镜图像揭示了石墨烯表面的3D纳米级特征，这可能是强疏水性的原因。这些结果表明，这种石墨烯可能用于制造各种超疏水涂层和表面，例如排斥水的医疗器械和纺织品。
研究人员还预计，茶树提取物产生的石墨烯薄膜在被称为忆阻器的下一代非易失性存储设备中具有潜在应用，这种设备以电阻水平存储记忆。他们通过在石墨烯和铝之间夹一个半导体来证明这种可能性，从而创造出一种具有忆阻特性的设备。
研究人员计划在未来进一步探索这些应用和其他应用。
雅各布说：“我们将专注于优化材料特性，并在各种电子应用中实施这种材料。”
更多信息：
Mohan V. Jacob, et al. “Catalyst-Free Plasma Enhanced Growth of Graphene from Sustainable Sources.” Nano Letters. DOI: 10.1021/acs.nanolett.5b01363
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