石墨邦讯：石墨烯被认为是未来神奇的2D材料，有着非常好的应用前景。石墨烯实际只是一个单原子厚度、由碳元素组成的石墨层。石墨烯的特性是由于碳原子按照被称为苯环的六边形结构排列并紧密堆栈起来而形成。
以前人们认为生产石墨烯非常昂贵，但现在堪萨斯州立大学的物理学家可能找到了廉价量产石墨烯的方法，通过这种方法生产石墨烯只需三个简单步骤和使用三种简单材料：烃类气体、氧和火花塞。发明这种方法的克里斯·索伦森（Chris Sorensen）申请并获得了专利。
他的方法是让含碳材料进行封闭式爆炸，主要来说，就是将氧气和乙炔或乙烯气体放入容器内，使用火花塞点燃气体进行封闭式爆炸。爆炸后就会形成石墨烯，这个过程简单、成本低，而且可能很容易地扩大规模用于工业化生产。
索伦森称：“我们发现了可行的石墨烯生产工艺，从经济可行性、大规模生产的可能性和减少化学污染看我们的工艺有很多积极的方面。最积极的方面是，我们的工艺只需一个火花塞，相比其他工艺耗能低很多。”此外，索伦森的方法可以大量生产石墨烯。
研究人员阿琼·尼帕尔（Arjun Nepal）称：“我们实验的真正魅力在于我们能大量生产石墨烯，用克而不是用毫克计算。”这种方法是该团队在研究黑炭气溶胶时无意中发现的，石墨烯是他们实验时产生的副产品。石墨烯的硬度超过钻石，但柔韧性超好。石墨烯还是超导材料，导电性超过任何已知材料。
石墨烯还有很好的导热性，超铜的十倍。石墨烯也显示出高生物相容性，只吸收2.3%的白光。最后石墨烯有着难以置信的耐磨性。石墨烯的这些特性使其可用于从电子产品、消费电器到医学和生物力学等很多应用。
流行的应用就是电子产品，例如石墨烯贴纸可以延长电池续航时间，石墨烯织物可用于未来可穿戴科技，当然还有可折叠屏幕。石墨烯的医疗应用同样杰出。有了这种成本低廉的石墨烯生产工艺，不久这些应用都将成为可能。
具体方法简单描述如下：
将乙炔或者乙烯气体以及氧气装入容器内，然后使用汽车火花塞引燃容器内气体，随后搜集爆炸形成的石墨烯。
对于这种方法，Sorensen 教授表示：“我们已经发明了一种量产石墨烯的可行工艺，该工艺具有很多优点，例如经济合理性，即具有大规模生产的可能性以及避免化学材料的缺乏。这些优势当中，最佳的特性就是该工艺制备一克石墨烯所需要的能量，比其他工艺少很多，因为它需要的只是一个火花。”
对于Sorensen团队来说，这是一个“偶然的惊喜”。因为他们是在开发黑碳气溶胶时，生产出了石墨烯。
整个过程通过在17公升的铝容器内，填充乙炔和氧气，然后使用火花塞点火，在容器内形成爆炸。爆炸后，烟尘形成了一种气溶胶。看上去有点像“黑天使蛋糕”，最终的劳动成果如下图所示：
通过进一步的分析后，研究人员发现气溶胶带来了意外的惊喜：它是石墨烯！
对此，Sorensen 说：“我们本来没有计划制造石墨烯，我们计划制造气溶胶凝胶，但是我们很幸运，通过一次偶然的意外制成了石墨烯。”
Sorensen 的团队通过少量能源，大量制造石墨烯，且没有涉及危险的化学物质，极大地区别于传统的高密集、高消耗、不环保且产量低的石墨烯制备方法。
研究人员Nepal说：“我们的实验真正的魅力在于我们能以克的数量级，而不是毫克的数量级生产石墨烯。”
现在，研究团队还包括了物理系博士生Justin Wright、Camp Hill、Pennsylvania，他们正致力于提高石墨烯的品质，将实验室工艺拓展到工业级别。同时，他们也正在正升级一些设备，以便引爆后，能快速地从容器内获取石墨烯，只需要几分钟时间。Sorensen 认为，更快速地获取石墨烯有利于提高该材料的品质。
参考阅读
Physicists patent detonation technique to mass-produce graphene | Kansas State University | News and Communications Services
http://www.k-state.edu/media/newsreleases/2017-01/graphenepatent12517.html
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