莫纳什大学 信用:CC0公共领域 澳大利亚莫纳什大学的工程师开发出了世界上第一项技术，可以帮助工业识别和出口比现有方法更便宜、更快、更准确的高质量石墨烯
今天发表在国际期刊《高级科学》上，研究人员使用光学显微镜的数据集开发了一种机器学习算法，可以在14分钟内无偏差地表征石墨烯的特性和质量
这项技术改变了全球数百家石墨烯或氧化石墨烯制造商的游戏规则
这将有助于他们快速提高石墨烯供应的质量和可靠性
目前，制造商只能在产品制造完成后检测石墨烯的质量和性能
通过这种有可能在商业支持下在全球范围内推广的算法，石墨烯生产商可以确保产品质量，并消除一系列表征技术中耗时且昂贵的过程，以确定石墨烯的特性，如原子层的厚度和大小
来自莫纳什大学机械和航空工程系以及澳大利亚研究委员会的产业转型中心的马伊纳克·马朱默德教授领导了这项突破性的研究
研究合著者是Md
茹瓦努尔·阿贝丁和博士
莫纳什机械和航天工程系)和蒂顿·巴鲁阿(维曼尼亚克有限公司)
，孟加拉国)
“石墨烯具有非凡的导电性和导热性
它被广泛应用于水净化、能量储存和智能技术的膜生产中，例如交通桥梁上的重量负载传感器
“与此同时，大量使用石墨烯的成本相当高
一克高质量石墨烯的价格可能高达1000澳元(720美元)，其中很大一部分是由于昂贵的质量控制过程
“因此，制造商需要确信他们正在采购市场上最高质量的石墨烯
对于分辨率为1936 x 1216的单个数据集，我们的技术可以在不到14分钟的时间内检测到石墨烯的属性
这将为制造商节省重要的时间和金钱，并在不断增长的市场中建立竞争优势
" 石墨烯于2004年被发现，因其卓越的轻质、薄和超柔性而被誉为神奇的材料
石墨烯是通过石墨的剥离产生的
石墨是碳原子呈六边形排列的结晶形式，由多层石墨烯组成
然而，将这种潜力转化为现实生活中可用的产品的速度一直很慢
其中一个原因是缺乏商业上常见的石墨烯的可靠性和一致性
生产石墨烯和氧化石墨烯片最广泛使用的方法是通过液相剥离(LPE)
在这个过程中，通过剪切力将单层片从其三维对应物如石墨、氧化石墨膜或膨胀石墨上剥离
但是，这只能使用干样品(即
e
一旦石墨烯被涂覆在载玻片上)
“虽然石墨烯材料的标准化指导方针受到了高度重视，但实际上没有办法监控剥离的基本单元过程，产品质量因实验室和制造商而异，”Dr
Shaibani说
“因此，尽管这种材料被称为石墨烯，但在所报道的性能特征中经常观察到差异
“我们的工作对于那些有兴趣向客户提供高质量石墨烯并具有可靠功能和特性的行业来说非常重要
有许多ASX上市公司试图进入这个价值数十亿美元的市场，这项技术可能会加速这种兴趣
" 研究人员将该算法应用于18种石墨烯样本——其中8种是从商业来源获得的，其余的是在实验室可控的加工条件下生产的
使用定量偏光显微镜，研究人员发现了一种检测、分类和量化自然分散形式的剥离石墨烯的技术
为了以快速有效的方式最大化从数百幅图像和大量样本中生成的信息，研究人员开发了一种无监督的机器学习算法来识别性质相似的数据聚类，然后使用图像分析来量化每个聚类的比例
阿贝丁先生说，这种方法有潜力用于其他二维材料的分类和量化
“我们的方法能够对亚纳米至微米尺度的堆积进行分类，并测量石墨烯/氧化石墨烯普通分散体中剥落的尺寸、厚度和浓度，这令人兴奋，并为能源和热先进产品的开发带来了非凡的前景，”阿贝丁表示
澳大利亚研究委员会石墨烯产业转型中心主任杜尚·洛西克教授说:“我们的ARC研究中心的这些杰出成果将对新兴的价值数十亿美元的石墨烯产业产生重大影响，为石墨烯制造商和最终用户提供了一种新的简单的质量控制工具，以确定他们生产的石墨烯材料的质量，而这种质量目前是缺失的
"
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