تیم جزیره علمی پیشرفت جدیدی در مطالعه اجسام ماکروسکوپی گرافن بسیار کریستالی داشته است.

اخیراً، تیمی از محقق ژنیانگ وانگ از مؤسسه حالت جامد، مؤسسه علوم مواد هفی، آکادمی علوم چین، یک سری پیشرفت‌ها را در رشد کووالانسی ماکروزوم‌های گرافن بسیار کریستالی و مدولاسیون رفتارهای الکتریکی آن‌ها و موارد مرتبط به دست آورده‌اند. نتایج تحقیق در مجله Advanced Functional Materials and Chemical Engineering منتشر شده است.
گرافن یک ماده کربنی دو بعدی با خواص مکانیکی، الکتریکی، حرارتی و نوری عالی است. آماده سازی کارآمد و مونتاژ ماکروسکوپی گرافن برای کاربردهای در مقیاس بزرگ آن از اهمیت زیادی برخوردار است. در حال حاضر، روش‌های مرسوم آماده‌سازی ماکروزوم‌های گرافن، مانند خودآرایی فاز مایع، پرینت سه بعدی و روش قالب کاتالیزوری، تنها می‌توانند ارتباط متقابل ضعیف غیرکووالانسی بین لاملاهای گرافن را تحقق بخشند که منجر به ناپیوستگی ساختار کریستالی گرافن می‌شود و به عامل اصلی تبدیل می‌شود. محدود کردن خواص الکتریکی ماکروزوم های گرافن
با توجه به این موضوع، محققان یک روش رشد کووالانسی لایه به لایه با کمک لیزر را برای تهیه ماکروزوم‌های گرافن بسیار کریستالی توسعه دادند و شبیه‌سازی‌های دینامیک مولکولی از نظر تئوری مکانیسم رشد کووالانسی آن را نشان داد. روش رشد کووالانسی ماده را قادر ساخت که ساختار کریستالی پیوسته داشته باشد و در مقایسه با مونتاژ غیرکووالانسی به افزایش 100- برابری در رسانایی متقابل لایه‌ای دست یافت. این ماده به حل مشکلات انباشته شدن لایه ها، تنظیم کیفیت کریستال، کانال های انتقال یون، اثر حجم و سایر مسائلی که در کاربرد در مقیاس بزرگ گرافن با آن مواجه است، کمک می کند و پایه و اساس کاربرد الکترود ذخیره انرژی گرافن را می گذارد. نتایج تحقیق مرتبط در Advanced Functional Materials (Adv. Funct. Mater., 2023, DOI: 10.1002/adfm.202305191) منتشر شد.
علاوه بر این، به منظور حل مشکل رسانایی ناکافی ناشی از غلظت کم الکترون آزاد در الکترودهای گرافن، محققان نانوذرات مس غنی از الکترون آزاد را به سیستم مواد وارد کردند و یک پیوند Cu-C پایدار در سطح مشترک مس و گرافن تشکیل دادند. بنابراین، رسانایی فوق‌العاده بالای ماده کامپوزیت از طریق تزریق الکترون، با رسانایی به 0.37×107 Sm-1 می‌رسد، که نزدیک به رسانایی خالص است. فلز. رسانایی به 0.37×107 Sm{10}} می رسد که نزدیک به فلز خالص و 3000 برابر بیشتر از گرافن خالص است. طیف‌سنجی ساختار ظریف جذب اشعه ایکس (XAFS) همراه با شبیه‌سازی تئوری تابعی چگالی (DFT) تأثیر ساختار سطحی را بر رسانایی نشان می‌دهد که برای مدولاسیون رسانایی گرافن برای برآورده کردن کاربردهای مختلف اهمیت زیادی دارد. نتایج در Chemical Engineering Journal (Chem. Eng. J., 462, 142319 (2023)) منتشر شد.
کار فوق توسط برنامه تحقیق و توسعه کلید ملی چین، بنیاد ملی علوم طبیعی چین، پروژه بزرگ علم و فناوری استان آنهویی و برنامه تحقیق و توسعه کلید استانی آنهویی پشتیبانی شد.