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細菌引發的石墨烯太陽電池的改革

細菌石墨烯太陽能:在細菌的幫助下產生的新一代太陽能電池
     新的石墨烯研究中一個相當好的部分是其與眾不同的製造方法。這種石墨烯因為具有納米級的褶皺而具有獨特的電子性質。這些褶皺的產生是由於研究人員在製造過程中加入細菌的緣故。
是的,細菌——地球上最古老的生物之一——已經應用到剪裁最新的納米材料中(石墨烯在2004年被發現)。在石墨烯表麵生成褶皺並不是一種新穎的做法。但傳統的方法(比如拉伸片層並讓其突然折回)是有效的,卻不能得到特別精確的褶皺。
這新項目的團隊是由芝加哥的伊利諾伊大學大學創建的。他們的想法是通過排列細菌陣列直接進入石墨烯的來構建精確的褶皺。
在顯微鏡下, 枯草芽孢杆菌看起來像迷你香腸。研究團隊讓它們像香腸串一樣進行排列,並將其放入具有電場的單層石墨烯中。接下來,他們將石墨烯/細菌組合放入真空中。在真空條件下從細菌中吸取水分,從而迫使它們萎縮。由於石墨烯的柔韌性非常好,它隨著成排的細菌的萎縮而重新配置,這樣就得到了精確對齊的納米褶皺。
研究團隊的組長Vikas Berry表示:“由於真空過程中創建了碳納米管,那麼由此產生的混合材料其性質不同於單純的石墨烯。褶皺在碳原子周圍的電子雲開辟了一個“V”…”這可以拓展電子帶隙的偶極矩,然而平麵石墨烯並不具備這種性質。
根據Berry的描述,這種統一的排列在電場中創建一個差異,使得橫向電流小於縱向電流。研究團隊的下一個目標是更準確的改善和裁剪的褶皺,即完成兩個褶皺相距大約兩個納米(世界上最小的)的目標。
你可以在Nano雜誌中的“ Confined, Oriented, and Electrically Anisotropic Graphene Wrinkles on Bacteria.”得到更多的細節。這裏有一小段是關於這篇文章的摘要(各向異性指材料在不同的方向測量表現出不同的性質):……結果顯示由生物誘導產生的具有可控的、定向的以及電子各向異性的石墨烯褶皺可應用於電子、生物電機械學和應變模式。
來源:儲能科學與技術

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