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批量生产纳米材料,只需一滴酒精和一台层压机

新工艺制造出的石墨烯薄膜,渗透性较商业膜高出若干数量级。

石墨烯膜在微观离子及分子(包括盐、蛋白质或纳米粒子)的分离、海水淡化和气体分离等诸多工业应用方面,表现出显著优势。此外,石墨烯膜还可以用于化学、生物制剂和药物的纯化。

为了推动适用于分子分离的纳米多孔原子薄膜(NATMs)开发,可扩展的石墨烯合成技术以及简易的大面积膜制造工艺的改进势在必行。尽管工程师们已经可以利用化学气相沉积(CVD)实现高质量单层石墨烯的卷式工艺合成,但将具有原子清洁界面的多孔支撑体融入大面积NATMs的制造过程,仍然面临极大挑战性。

phys.org网站当地时间3月8日报道,美国范德堡大学的工程师利用简单的外用酒精和办公室层压机,开发出了可扩展的单原子薄膜制造工艺。新工艺与现有卷式制造工艺完全兼容,由该工艺生产的薄膜的性能优于最先进的商业透析膜。相关研究成果刊登在《纳米尺度》杂志中。

化学与生物分子工程助理教授Piran R. Kidambi说:“我们向着石墨烯薄膜的可扩展生产迈出了重要一步。以卷式工艺制造出高质量单层石墨烯,是获取NATMs的基础。将石墨烯转移到支撑聚合物层,进而制造功能性薄膜的过程非常困难。使用聚合物支架,通常会留下聚合物残留物或其他污染物,这会直接影响单原子薄膜的性能。而不使用聚合物支架,转移产量又过低。”

Kidambi团队以异丙醇作为助剂,采用热层压过程,将清洁石墨烯转移到了聚碳酸酯支撑层之上,覆盖率达到99.2%,并且保留了支持孔隙度。

论文作者Peifu Cheng说:“我们展示了功能齐全的厘米级石墨烯薄膜,它具有创纪录的高渗透性,以及比商用薄膜更好的选择性。”

科界原创

编译:德克斯特

审稿:西莫

责编:陈之涵

期刊来源:《纳米尺度》

期刊编号:2040-3364

原文链接:

https://phys.org/news/2021-03-alcohol-office-laminator-boost-nanomaterials.html

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