Mohamad Kabbani是Rice材料科学家Pulickel Ajayan的前研究生,也是该论文的第一作者,他证明了环保,可扩展的工艺可以在几分钟内通过将化学改性的石墨烯研磨成粉末并使用手动压力机来完成。将粉末挤压成固体颗粒。
Kabbani之前展示了碳纳米管如何用研钵和研杵而不是苛刻的化学物质转化为石墨烯。这一次,他和他的同事演示了如何制作电池大小的颗粒,但是附着有化学功能的石墨烯粉末可以压成任何形式。Kabbani说这种材料可能适用于结构,催化,电化学和电子应用。
“这是有史以来第一次在室温下制造这些产品并且没有很高的压力,”他说。“通常这些材料需要在高于1000摄氏度的温度下烧结(使用压力或热量形成固体而不会熔化它们)以产生强大的颗粒。在这种情况下,纳米尺度的机械化学为我们节省了大量的能量和金钱。“
该过程始于两组功能化纳米管,一组具有羧酸,另一组具有羟基分子。一旦用手或机器粉碎将它们混合,就将它们放入实验室规模的液压机中并施加5吨的压力。Kabbani说,官能团将石墨烯片彼此交联,即使没有液体,它们也会产生少量的水作为反应的副产物。
即使搅拌,当放入热水中5小时时,颗粒仍保持稳定; 研究人员报告说,这证实了石墨烯片内部的互锁。
Kabbani说,轻质,高强度和高导电性的结合对于导电电缆和电极等应用具有吸引力。“颗粒材料比商用石墨电极更坚固,更轻,可能有望用于高能量和高功率密度的电存储应用,”他说。