石墨烯向可再生燃料迈出了一步

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研究小组还表明，石墨烯在一定条件下可以用作超导体。他们的研究成果发表在科学杂志《碳与纳米快报》上。

碳、氧和氢。如果分解二氧化碳和水分子，就会得到这三种元素。同样的元素也是我们用作燃料的化学物质的组成部分，例如乙醇和甲烷。如果可能，将二氧化碳和水转化为可再生燃料将提供化石燃料的替代品，并有助于减少二氧化碳向大气的排放。林雪平大学高级讲师孙建武(音译)正试图找到一种方法来解决这个问题。

第一步是开发他们计划使用的材料。林雪平大学的研究人员开发了一种世界领先的生产立方碳化硅的方法，这种碳化硅由硅和碳组成。立方体具有从太阳获取能量并产生电荷载体的能力。然而，这还不够。石墨烯是历史上最薄的材料之一，在这个项目中起着关键作用。这种材料包括在六边形晶格中相互结合的单层碳原子。石墨烯具有很高的导电能力，可用于太阳能转换。它还具有几个独特的性质，石墨烯的可能用途正在全世界范围内被广泛研究。

近年来，研究人员试图改善石墨烯在表面的生长过程，以控制石墨烯的性质。科学杂志《碳》上的一篇文章描述了他们最近的进展。

“在碳化硅上生长一层石墨烯相对容易。但是生长大面积均匀的石墨烯是一个更大的挑战。石墨烯由多层组成。现在我们证明了我们甚至可以生长石墨烯。林俊平大学物理化学与生物学系的孙建武说，这种方法最多可以控制四层。

多层石墨烯带来的一个困难是，不同位置生长不同层数时，表面变得不平整。一楼尽头的边缘有一个微小的纳米级楼梯的形状。这些台阶对于想要大面积平坦区域的研究人员来说是个问题。当步骤聚集在一个地方时，特别是问题，例如错误建造的楼梯，其中几个步骤已经组合成一个大步骤。研究人员现在已经找到了一种方法，通过在严格控制的温度下生长石墨烯来消除这些大的组合步骤。此外，研究人员已经证明，他们的方法可以控制石墨烯包含多少层。这是一个正在进行的研究项目的第一个关键步骤，其目标是用水和二氧化碳制造燃料。

在《纳米快报》杂志的一篇密切相关的文章中，研究人员描述了在立方碳化硅上生长的多层石墨烯的电子特性的研究。

“我们发现多层石墨烯具有非常有前途的电学性质，这使得这种材料可以用作超导体。这种材料可以零电阻导电。这种特殊性质只有在石墨烯层以特殊方式排列时才会出现。对方，”孙建武说道。

理论计算预测，只要这些层以特定的方式排列，多层石墨烯将具有超导特性。在这项新研究中，研究人员首次通过实验证明了这种情况。超导材料尤其用于超导磁体——用于医学研究的磁共振照相机中的极其强大的磁体，以及用于研究的粒子加速器。超导体有很多潜在的应用，比如零能量损耗的电力线，悬浮在磁场上的高速列车。它们的使用目前受到限制，因为不能生产在室温下起作用的超导体：目前可用的超导体只能在极低的温度下起作用。

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