分子动力学方法的形成机制可持续的激光诱导石墨烯从富含宁的木材
Hyo Jung Choi1, Cheol Hwan Kim1, Sung Yeob Jeong2
1Department of Cogno-Mechatronics Engineering, Pusan National University, Busan 46241, Republic of Korea.
ACS omega
|July 29, 2025
概括
这项研究表明,木材中较高的素含量可以增强激光诱导石墨烯 (LIG) 的产生. 这种环保方法为可持续的电子产品提供了卓越的石墨化和电导率.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术纳米技术
- 可持续化学 可持续化学
背景情况:
- 石墨烯具有优良的导电性,但由于能源和化学要求,它面临着生产挑战.
- 来自木材的激光诱导石墨烯 (LIG) 是一个环保的替代品,可以避免复杂的化学处理.
研究的目的:
- 根据木质素含量,研究木制LIG的形成机制.
- 为了将红素度与LIG结构性质和电性能相关联.
主要方法:
- 来自三种木材类型的LIG的实验合成,木材中的素含量各不相同.
- ReaxFF分子动力学 (MD) 模拟,以建模LIG形成过程.
- 使用拉曼光谱,板电阻测量和Cs-STEM进行了表征.
主要成果:
- 来自木材含有>30%的红素的LIG表现出最低的D/G峰值比率 (0.7),这表明石墨化程度更高.
- 模拟MD显示,五到六个成员的碳环比率下降 (0.74) 和表面积增加 (≈216%) 与较高的素含量.
- 最低的板电阻 (∼236 Ω/平方) 和∼3.4 Å的d间距证实了增强的电导率和石墨化.
结论:
- 木材中较高的素含量促进了LIG中稳定的sp2石墨化结构的形成.
- MD模拟有效地模拟LIG生产,显示与实验Cs-STEM数据的高度一致性.
- 这项研究为灵活的电子,传感器和催化剂的应用提供了可持续,环保的LIG生产的途径.
