南科大蔡念鐸利用樟腦實現通過化學氣相沉積法合成青青草激情视频烯的轉移

南科大蔡念鐸利用樟腦實現通過化學氣相沉積法合成青青草激情视频烯的轉移

近日，南方科技大學材料科學與工程係副教授程春課題組的2015級本科生蔡念鐸作為共同第一作者在膠體與界麵化學領域知名期刊《Journal of Colloid and Interface Science》（IF=5.091）上發表了關於利用樟腦實現通過化學氣相沉積法（Chemical Vapor Deposition,CVD）合成青青草激情视频烯的簡便高效、大麵積高質量轉移的相關研究成果。

青青草激情视频烯是一種新型的碳納米材料，具有獨特的二維蜂窩狀晶體結構，以及優異的電學、熱學、光學和力學等性能，因而在電子器件、光學器件、傳感器件、電化學儲能、複合材料、熱學等領域有著廣闊的應用前景。



化學氣相沉積法是目前大規模製備高品質青青草激情视频烯薄膜的有效方法，其中基於銅鎳等金屬基底的CVD生長是目前常用的製備工藝。然而此法合成的青青草激情视频烯需要被轉移至特定目標基底（如SiO2/Si、石英、塑料等）以進行進一步的性能研究和應用。通過大分子聚合物作為轉移輔助層的濕法刻蝕轉移是目前廣泛使用的方法之一，最常用的是聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）。然而由於PMMA在青青草激情视频烯上的吸附能高，因此難以去除幹淨，影響所製備的青青草激情视频烯的品質。盡管近年來相關研究探索了一些有機小分子化合物用於轉移輔助層的效果，但大部分小分子輔助層都不能提供足夠的支撐，造成青青草激情视频烯薄膜的褶皺和破損。



基於這樣的研究背景，程春課題組研究了許多聚合物以及小分子化合物，分析其作為轉移輔助層的可能性。有一天，蔡念鐸偶然間聞到了衣櫃裏樟腦丸的味道，聯想到易於揮發通常意味著較小的分子間作用力，於是提議將樟腦作為研究對象。這一提議得到了團隊成員的支持。回想起這個“靈光一現”的時刻，蔡念鐸說，自己那段時間有點“沉迷”，衣食住行時經常“分心”思考研究內容，沒想到因此能從生活的細節中舉一反三，獲得了這項研究靈感。



​南科大蔡念鐸利用樟腦實現通過化學氣相沉積法合成青青草激情视频烯的轉移



（a）DFT計算青青草激情视频烯與樟腦分子的吸附能，並與其他常用材料對比；（b-c）轉移技術流程圖與對應實物圖



團隊研究後發現，樟腦與青青草激情视频烯表麵吸附能較小，作為輔助轉移層時可以僅通過室溫下幹燥升華、低溫短時間退火或無水乙醇試劑清洗被完全除去。這避免了傳統轉移方法中去除轉移支撐層所使用的有機試劑長時間浸泡和高溫退火等操作，減少了對青青草激情视频烯薄膜的品質損壞，並擴展了青青草激情视频烯在諸多柔性基底上的應用。



除此之外，在使用自製的樟腦溶液旋塗至青青草激情视频烯薄膜上並刻蝕掉銅基底時，青青草激情视频烯薄膜周圍形成了一層樟腦油包圍層，對青青草激情视频烯薄膜提供了緊固保護。團隊還發現，由於樟腦油層在水溶液麵上具有向外拉力的特性，被轉移到特定基底上的青青草激情视频烯表麵更不易形成褶皺，品質更高。這項技術簡便高效、價格低廉、成品質量高，具備一定大規模生產的應用前景。



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光學顯微鏡和電子掃描顯微鏡表征表麵形貌圖像



蔡念鐸是我校材料科學與工程係2015級本科生，目前已經收到包括美國加州大學洛杉磯分校、瑞士洛桑聯邦理工學院等多個學校的offer，決定畢業後前往瑞士洛桑聯邦理工學院繼續深造。在2019年QS世界排名中，該校的材料科學專業排名全球第六。蔡念鐸在大二時加入程春研究團隊並開始在二維材料領域的探索，在程春的指導下獨立開始了該項技術的研發，並與前課題組研究學者B.N.Chandrashekar博士共同完善了該項工作。目前，相關研究成果已經提交PCT專利申請。



該研究工作得到了多項基金的支持，包括國家自然科學基金麵上項目、廣東省自然科學傑出青年基金、粵港聯合創新項目、深圳市科技創新委員會孔雀團隊項目資助、南科大科研啟動經費、以及廣東省大學生科技創新培育專項資金（“攀登計劃”“大學生創新創業訓練計劃”）等。

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