Effetti del Substrato sui Beni Chimici di Graphene: Un'Intervista con Prof. Michael Strano e Dott. Qing Hua Wang

Professore Associato di Prof. Michael S. Strano, di Charles e di Hilda Roddey di Ingegneria Chimica, MIT.

Dott. Qing Hua Wang (autore primario), Socio Postdottorale, Dipartimento di Ingegneria Chimica, MIT.

Autore Corrispondente: strano@mit.edu

In questa intervista della Guida di Pensiero con la Volontà Soutter, Prof. Michael Strano ed il Dott. Qing Hua Wang parlano del loro lavoro su graphene e spiegano come i beni atomico degli strati sottili di carbonio dipendono da che tipo di materiale sono collocati sopra.

Che Cosa vi ha incitato a decidere di studiare il graphene?

Graphene ha tante proprietà fisiche interessanti ed insolite in termini di sui beni di trasporto elettronici, concentrazione meccanica, conducibilità termica, Ecc. È egualmente una sostanza puramente bidimensionale che lo rende unico e differente dai materiali convenzionali che hanno un esterno e una massa. Poiché è soltanto un livello atomico spesso, ma può essere trasformato piuttosto le ampie aree, fornisce le opportunità realmente interessanti da una prospettiva dei materiali e da una prospettiva di chimica.

Potete descrivere i risultati della vostra ricerca corrente per noi?

Nella nostra attività in corso, abbiamo trovato che i beni chimici di graphene sono influenzati forte dal substrato su cui riposa. Cioè secondo che materiale il substrato di fondo è, la reattività chimica dal lato superiore di graphene può cambiare abbastanza drasticamente. La ragione è che il graphene è così leggermente prontamente è influenzato dai sui dintorni. In particolare, se è fatto pagare impurità nel substrato di fondo - che possiamo gestire cambiando la chimica di superficie del substrato - possono indurre gli elettroni ed i fori nel graphene a ragruppare insieme nel graphene, formantesi che cosa sono conosciuti come pozze del elettrone-foro. All'interno di queste pozze, che possono essere piccole quanto alcuni nanometri attraverso o grandi quanto diverse centinaia nanometri, la reattività chimica locale dei graphene può essere molto alta se là molti elettroni, o molto basso se c'è una mancanza di elettroni. Una Volta Che conosciamo questo, possiamo realmente fare i reticoli sul substrato sopra molti centimetri quadrati prima che il graphene sia collocato su, per gestire il livello di pozze del elettrone-foro e così raggiungiamo il controllo spaziale preciso delle reazioni chimiche nel graphene.

La Figura 1. graphene a un solo strato di Ampia area (A) è trasferita su un substrato che è modellato nelle regioni alternanti di SiO nudo2 (blu-chiaro) e di octadecyltrichlorosilane (OTS) (arancio), che protegge il graphene dalle impurità fatte pagare nel SiO2 che ha indotto le pozze del elettrone-foro nel graphene. (B) Dopo la reazione con un sale del diazonio, che i moduli in covalenza hanno fissato i gruppi sul graphene, la reazione è più forte nelle regioni dove il graphene sta riposando su SiO2. Il reticolo della reattività riflette il reticolo iniziale del substrato. (C) la spettroscopia di Raman è usata per mappare il grado di reazione, che varia nello spazio, tenendo la carreggiata il rapporto di intensità del picco di D e del picco di G. Le bande in blu sono le regioni basse della reattività dove il graphene stava riposando su OTS e le bande nel rosso sono le alte regioni della reattività su SiO2.

Che implicazioni questo ha per la ricerca futura del graphene?

Il Nostro lavoro ed il lavoro di altri gruppi ha indicato che dobbiamo prestare l'estrema attenzione ai dintorni dei graphene, perché i materiali sopra ed al di sotto di graphene possono pregiudicare significativamente i sui beni elettronici e chimici. Graphene non è appena un singolo livello costante; può interagire nei modi complessi con il suo ambiente. Pensiamo che questo apra i nuovi campi di ricerca realmente per approfittare della sensibilità dei graphene verso il suo ambiente circostante.

C'È delle domande di graphene in unità commerciali che sono permesse da questi nuovi risultati?

Questa ricerca corrente è puntata su che ottiene una migliore comprensione fondamentale dei beni chimici di graphene, ma ci sono le implicazioni probabili per al il biosensing basato graphene perché possiamo nello spazio modellare le biomolecole senza ricorrere ai metodi duri che comprendono incidere o la fotolitografia. Ci sono egualmente le implicazioni per l'aggiunta dei rivestimenti basati graphene a vari materiali che possono poi chimicamente essere functionalized, per esempio per rendere i materiali biocompatibili o per proteggere i metalli da corrosione.

Che aree la vostra ricerca entrerà in dopo?

Abbiamo parecchi membri del nostro gruppo che studia il graphene e stiamo esaminando come i trattamenti chimici differenti pregiudicano il trasporto elettronico in unità del graphene, come il comportamento del graphene di doppio strato differisce dal graphene dello strato monomolecolare in trattamenti chimici vari e come i nanotubes del carbonio e del graphene interagiscono una volta messi in contatto a vicenda. Molto che cosa stiamo facendo sta esplorandoci i beni fondamentali di graphene e di altri nanomaterials perché ci sono tante cose affascinanti da studiare, ma allo stesso tempo sono ancora ingegneri e vogliono trovare le nuove applicazioni interessanti.

Dove può la gente scoprire più circa il vostro lavoro?

I Nostri risultati attuali sono pubblicati in Chimica della Natura, il volume 4, le Pp. 724-732. Le Nostre altre pubblicazioni possono essere trovate elencate sul sito Web del gruppo di Strano.


Date Added: Sep 10, 2012 | Updated: Sep 13, 2012

Last Update: 13. September 2012 12:22

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