俄成功制出可制造超级电容器和电池电极的石墨烯“纳米水母”

莫斯科罗蒙诺索夫国立大学化学家近期合成出了一种外形酷似水母的特殊类型石墨烯纳米粒子，并对其进行了改性处理。这些粒子的结构使其可被用于催化过程及制造导电聚合物。相关研究成果已发表在《应用表面科学》(AppliedSurfaceScience)杂志上。

石墨烯是碳的同素异形体之一，即“纯”碳的存在形式之一，在结构和性质上与其它形式不同。石墨烯是六角型二维晶体，其强度、导热性、导电性等性质决定了它在许多化学家和纳米电子物理学家的研究中发挥着重要作用。

此项研究的本质是合成出独特的石墨烯纳米粒子，并对其进行改性处理。研究团队制出的结构具有非常有趣的形态：石墨烯层在边缘处弯曲，边缘带有功能性“尾巴”。由于外形酷似水母，研究团队将其称为“水母状石墨烯纳米薄片”。

上述纳米粒子由若干较薄(小于50纳米)的石墨烯层组成，其边缘由于制备方法(利用催化剂加速烃的热分解)的特性而弯曲。经硝酸化学处理后，薄片边缘被功能性含氧基团覆盖。在高温下，通过氨的作用，含氧基团可转化为氮“尾”。研究团队使用了光谱学和显微学等一整套化学物理方法，使得研究精细结构成为可能。

研究人员表示，该材料具有非常发达的比表面积，可用来制造超级电容器和电池的电极。此外，利用氮原子对其表面进行改性处理，有助于改变其电化学和吸附(吸收)性能，因此也可用于催化过程和制造导电多组分聚合物。