丽莎·泽加，物理
（同organic）有机 (上图)盐模板法将石墨烯纳米片合成为墨水的过程
(下)墨水和打印演示
信用:魏等
2019美国化学学会 研究人员创造了一种由石墨烯纳米片制成的墨水，并证明这种墨水可以用来打印三维结构
由于石墨烯基墨水可以以廉价和环保的方式大规模生产，新方法为开发各种各样的可印刷能量存储设备铺平了道路
东吴大学和北京石墨烯研究所的孙靖宇和刘忠范以及深圳大学的雅领导的研究人员在最近一期的《纳米ACS》上发表了一篇关于他们工作的论文
“我们的工作实现了通过直接化学气相沉积在盐模板上可扩展的绿色合成氮掺杂石墨烯纳米片，”孙告诉物理
（同organic）有机
“这使我们能够在可打印能量存储领域进一步探索由此衍生的墨水
" 正如科学家解释的那样，石墨烯研究的一个关键目标是以低成本大规模生产高质量的石墨烯
储能应用通常需要粉末形式的石墨烯，但是迄今为止的生产方法已经导致粉末具有大量的结构缺陷和化学杂质，以及不均匀的层厚度
这使得难以制备高质量的石墨烯墨水
在这篇新论文中，研究人员展示了一种克服这些挑战的制备石墨烯墨水的新方法
该方法包括使用直接化学气相沉积在氯化钠晶体上生长氮掺杂的石墨烯纳米片，这导致氮和碳的分子碎片在氯化钠晶体的表面扩散
研究人员选择氯化钠是因为它天然的丰富和低成本，以及它的水溶性
为了去除氯化钠，将涂层晶体浸入水中，使氯化钠溶解，留下纯氮掺杂的石墨烯笼
在最后一步，用超声波处理笼子，将笼子转变成二维纳米片，每片大约5-7层石墨厚度
所得的氮掺杂石墨烯纳米片具有相对较少的缺陷和理想的印刷尺寸(边长约5微米)，因为较大的薄片会堵塞喷嘴
为了证明纳米片的有效性，研究人员使用基于石墨烯片的墨水打印了各种各样的三维结构
在他们的演示中，研究人员使用这种墨水作为电极材料(氮化钒)的导电添加剂，并使用这种复合墨水为超级电容器印刷具有高功率密度和良好循环稳定性的柔性电极
在第二次演示中，研究人员创造了一种由石墨烯片和粘合剂材料(聚丙烯)制成的复合油墨，用于印刷锂硫电池的夹层
与仅由传统材料制成的隔板的电池相比，由复合材料制成的电池显示出增强的导电性，从而导致电池性能的整体改善
“在未来，我们计划利用直接化学气相沉积技术大规模生产高质量的石墨烯粉末，用于新兴的可印刷能量存储应用，”孙说
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