Rebar和Pristine石墨烯的区别

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石墨烯被誉为一种非常通用的材料，能够彻底改变能源、材料科学和生物医学科学等众多技术重要领域。这种独特的材料具有一系列理想的能力，如高载波流动性——这意味着电子在材料中快速移动——光学透明度和卓越的机械和电子性能。

尽管有“革命性”的说法，但石墨烯并非没有几个陷阱。石墨烯形成一个密集的单层碳原子，排列在六边形晶格中，比一根人类头发的直径小一百万倍。它通常作为石墨的一部分被发现，很容易获得，正如Andre Geim和Konstantin Novoselov在2004年用胶带分离材料时所证明的那样。

通常，当我们提到石墨烯时，我们实际上指的是氧化石墨烯，它被化学或热还原以产生石墨烯。氧气的存在可以使材料更容易使用，但这种石墨烯不是纯的，也不是“原始的”——它仍然充满了缺陷，材料的氧化和还原会导致石墨烯的降解。

Pristine石墨烯——即原始、纯、未氧化形式的石墨烯——具有比氧化的石墨烯优越的特性，但原始石墨烯不容易获得，其缺乏丰度阻碍了基于石墨烯的功能器件的发展。

研究表明，石墨烯的强度是钢的一百倍，而且非常轻，非常适合多种用途，包括复合材料和涂料，以及传感器和电子产品。尽管如此，它薄的性质意味着它容易撕裂和撕裂。2014年，德克萨斯州休斯顿莱斯大学的化学家James Tour开发了一种用碳纳米管增强石墨烯的方法，Rebar石墨烯诞生了。与混凝土中发现的用于增强混凝土强度和耐用性的钢筋类似，这些纳米级钢筋提高了石墨烯的特性，使其强度是原始石墨烯的两倍。

钢筋石墨烯是通过自旋涂层将单壁碳纳米管涂在铜基板上，然后通过化学气相沉积在铜基板上生长石墨烯。石墨烯接受压力测试的实验表明，碳纳米管钢筋会转移撕裂和桥裂缝，否则这些裂缝会在非增强石墨烯中扩散。

纳米管有助于石墨烯保持弹性和柔韧性，并减少裂缝的影响，例如柔性电子产品和电动可穿戴设备中理想的特性。然而，碳增强材料并不能防止最终失效；如果施加足够的力来撕裂石墨烯，它仍然会撕裂，但碳纳米管不会沿着直裂，而是迫使裂缝在传播时锯齿状。

该团队还使用碳纳米管来增强石墨烯泡沫，这种材料可以塑造成任何所需的形状，并支撑其自身重量的3000倍，然后反弹到以前的高度。

因此，石墨烯可能是一种革命性的材料，但在真正改变某些行业之前，仍然需要做工作。虽然它可能是石墨烯最理想的形式——与不太纯的同类石墨烯相比具有优越的特性——但原始的石墨烯不够丰富，不足以被视为一种“有用”的材料。相反，我们必须将石墨烯氧化物加工成可以使用的形式，并在必要时进行增强。钢筋石墨烯就是这样一个例子，可以作为全碳透明电极（已被证明在机械和化学上是稳定的）和柔性电子学中的用途。