Ultrasound-assisted Fabrication of dispersed Two-Dimensional Cop...

该文件描述了利用超声辅助技术制造分散的二维铜/还原石墨烯氧化物纳米片复合材料的过程，该研究由彭倚天在东南大学机械工程学院完成。研究的主要内容是利用氧化石墨烯纳米片（GOS）作为模板，以及水合肼作为还原剂，通过超声辅助无电解镀铜工艺制备了高度分散的二维（2D）铜/还原石墨烯氧化物纳米片复合材料。这些复合材料的形状类似于三明治，它们由均匀的铜层组成，这些铜层位于中心的还原石墨烯氧化物（RGOS）的两侧。铜层的厚度大约为60纳米，几乎呈现出单一晶态，并且具有(111)方向的优选晶体生长方向，且与RGOS有紧密的结合。 在该研究中，超声技术在无电解镀铜过程中的作用包括：加速沉积速率、增强界面结合强度以及防止二维铜/RGOS纳米片复合材料发生聚集。该研究还探讨了石墨烯纳米片（GNS）的特性，它由sp2杂化碳原子组成的单层排列成蜂窝状晶格，因其独特的二维结构和前所未有的高电荷载流子迁移率、机械强度、光学性质、热导率等而受到极大关注。由于这些吸引人的特性，GNS成为了理想的研究模板，用于制造二维金属/石墨烯纳米片复合材料，如金、银、钯和铜等。根据金属的类型，二维金属/石墨烯纳米片复合材料可以应用于复合材料、催化、电子、电化学传感器和能量存储等领域。 本研究的目的是利用石墨烯纳米片作为载体模板，在制备金属-石墨烯复合材料的过程中，提供一个用于快速电荷载流子传输的平台，尤其是当电导率是必需的时候。金属铜因其低电阻率和高密度自由电子而成为理想的选择。二维铜/GNS纳米复合材料能够结合GNS和金属铜的双重优势，提供增加的电导率和结构强度。研究还强调了超声技术在加速沉积速率、增强界面结合强度和防止复合材料聚集方面的重要作用。 该研究展现了石墨烯纳米片作为一种先进材料，在构建具有增强性能的金属基复合材料方面的潜力。通过超声辅助技术，研究实现了在材料合成过程中对金属纳米片的微观结构和分布的精确控制。这种控制不仅能够改善复合材料的电子和结构特性，还能够拓宽其在高科技应用领域的潜在用途。这种利用超声波辅助制备的新型复合材料，为纳米材料的合成和加工提供了一种新的视角，可能对未来的材料科学和工程技术产生重大影响。