由于Novoselov和Geim设法隔离了一层石墨烯,显示了该材料的出色特性[1],因此石墨烯研究并没有进一步停止。这无疑已成为过去二十年中研究最多的领域,不仅是石墨烯的性质,而且是该材料与其他元素结合形成基于石墨烯的化合物的多功能性[2]。与石墨烯相关材料的主要合成途径之一涉及石墨烯(GO)。在强氧化剂的帮助下,石墨氧化过程引入了氧化石墨氧化过程,引入了官能团,例如羰基,环氧化物,羟基和羧基,可能存在于边缘和/或石墨烯层的基础平面上[3]。这些组减少了层之间的相互作用,从而增加了它们之间的距离。石墨烯片之间的更大空间有助于去角质,从而形成单层或几层氧化石墨烯[4]。因此,GO是一个用功能组装饰的石墨烯层。这些功能组负责石墨烯片板的功能化及其与其他材料的相互作用[5]。进行化学/热修饰的这种多功能性改变了其特性,使其适用于最多样化的区域,例如聚合物复合材料
尽管对二维(2D)材料的痕迹进行了几十年的研究,但可以确定其文艺复兴时期,即何时由Geim和Novoselov隔离并鉴于单层石墨烯,后者被授予诺贝尔物理学的发现。1,2从那时起,石墨烯的令人难以置信的特性启发了许多研究者,研究了广泛的可能应用。认识到,这种不同的特性与2D布置齐头并进,并加速了对其他2D材料的探索,其中包括金属基材料和无金属材料。近年来,由于无金属材料的材料成本较低,因此对2D金属材料的研究变得越来越宽。在此类材料的各种应用中,光催化是一个非常有吸引力的领域,它融入了“绿色化学”现代哲学的大多数方面,在该哲学中,将可持续性标准整合到化学生产中是核心使命。在这种情况下,利用太阳能的能量来触发化学转化,以代替更多能源密集型和较少的生态生产方案,这是迈向可持续性的重要一步。3,4尽管有希望的发现和对使用2D金属材料作为有机转化的光催化剂的高期望,但这些有趣的结构的全部潜力尚未被发现,并且了解结构/活动关系仍然需要
1。B。J. Kim,T。Nasir和J.-Y. choi,“石墨烯在低温下为将来的设备应用直接生长”,J。Korean Ceram。 SOC 55 [3] 203–223(2018)。 2。 Y。 M. Song等。 ,“具有节肢动物眼睛启发的设计的数码相机”,《自然》 497 [7447] 95-99(2013)。 3。 S。 E. Thompson和S. Parthasarathy,“摩尔定律:Si Microelectronics的未来”,Mater。 今天9 [6] 20–25(2006)。 4。 E。 POP,“纳米级设备中的能量耗散和运输”,Nano Res。 3 [3] 147–169(2010)。 5。 H。 F. Hamann等。 ,“热点限制的微处理器:直接温度和功率分布测量”,IEEE J.固态电路42 [1] 56-65(2007)。 6。 J。 Kim,J。Oh和H. Lee,“电动汽车电池热管理系统的审查”,Appl。 热。 eng。 149 192–212(2019)。 7。 S。 v Rotkin,V。Perebeinos,A。G. Petrov和P. Avouris,“碳纳米管电子中的热量耗散的基本机制”,Nano Lett。 9 [5] 1850–1855(2009)。 8。 C。 Faugeras,B。Faugeras,M。Orlita,M。Potemski,R。R。Nair和A. K. Geim,“ Corbino膜几何学中石墨烯的热导率”,ACS Nano 4 [4] 1889-1892(2010)(2010年)。 9。 W。 Cai等。 ,“通过化学蒸气沉积生长的悬浮和支撑的单层石墨烯中的热传输”,Nano Lett。J. Kim,T。Nasir和J.-Y.choi,“石墨烯在低温下为将来的设备应用直接生长”,J。Korean Ceram。SOC 55 [3] 203–223(2018)。2。Y。M. Song等。 ,“具有节肢动物眼睛启发的设计的数码相机”,《自然》 497 [7447] 95-99(2013)。 3。 S。 E. Thompson和S. Parthasarathy,“摩尔定律:Si Microelectronics的未来”,Mater。 今天9 [6] 20–25(2006)。 4。 E。 POP,“纳米级设备中的能量耗散和运输”,Nano Res。 3 [3] 147–169(2010)。 5。 H。 F. Hamann等。 ,“热点限制的微处理器:直接温度和功率分布测量”,IEEE J.固态电路42 [1] 56-65(2007)。 6。 J。 Kim,J。Oh和H. Lee,“电动汽车电池热管理系统的审查”,Appl。 热。 eng。 149 192–212(2019)。 7。 S。 v Rotkin,V。Perebeinos,A。G. Petrov和P. Avouris,“碳纳米管电子中的热量耗散的基本机制”,Nano Lett。 9 [5] 1850–1855(2009)。 8。 C。 Faugeras,B。Faugeras,M。Orlita,M。Potemski,R。R。Nair和A. K. Geim,“ Corbino膜几何学中石墨烯的热导率”,ACS Nano 4 [4] 1889-1892(2010)(2010年)。 9。 W。 Cai等。 ,“通过化学蒸气沉积生长的悬浮和支撑的单层石墨烯中的热传输”,Nano Lett。M. Song等。,“具有节肢动物眼睛启发的设计的数码相机”,《自然》 497 [7447] 95-99(2013)。3。S。E. Thompson和S. Parthasarathy,“摩尔定律:Si Microelectronics的未来”,Mater。今天9 [6] 20–25(2006)。4。E。POP,“纳米级设备中的能量耗散和运输”,Nano Res。3 [3] 147–169(2010)。5。H。F. Hamann等。,“热点限制的微处理器:直接温度和功率分布测量”,IEEE J.固态电路42 [1] 56-65(2007)。6。J。Kim,J。Oh和H. Lee,“电动汽车电池热管理系统的审查”,Appl。热。eng。149 192–212(2019)。7。S。v Rotkin,V。Perebeinos,A。G. Petrov和P. Avouris,“碳纳米管电子中的热量耗散的基本机制”,Nano Lett。9 [5] 1850–1855(2009)。8。C。Faugeras,B。Faugeras,M。Orlita,M。Potemski,R。R。Nair和A. K. Geim,“ Corbino膜几何学中石墨烯的热导率”,ACS Nano 4 [4] 1889-1892(2010)(2010年)。9。W。Cai等。 ,“通过化学蒸气沉积生长的悬浮和支撑的单层石墨烯中的热传输”,Nano Lett。Cai等。,“通过化学蒸气沉积生长的悬浮和支撑的单层石墨烯中的热传输”,Nano Lett。10 [5] 1645–1651(2010)。10。A。A. Balandin等。 ,“单层石墨烯的高热电导率”,Nano Lett。 8 [3] 902–907(2008)。 11。 C。 W. Chang等。 ,“同位素对硝酸硼纳米管的热导率的影响”,物理。 修订版A. Balandin等。,“单层石墨烯的高热电导率”,Nano Lett。8 [3] 902–907(2008)。11。C。W. Chang等。,“同位素对硝酸硼纳米管的热导率的影响”,物理。修订版
传感策略正在发展越来越多地集中在超低检测阈值和高度选择性设备上。这些性能可以通过纳米技术来启用,这要归功于印度定义,自上而下的结构[1-3]或化学/生化获得的,即自下而上的构造[4-6]。可以用基于石墨烯的纳米结构来表示自上而下和自下而上的方法之间的一种桥梁。石墨烯是一种二维材料,该材料由六边形晶格结构中的单层碳原子组成[7]。Andre Geim和Konstantin Novoselov于2004年隔离并描述了石墨烯,这一成就于2010年获得了诺贝尔物理奖[8]。 使用关键字“石墨烯”在2023年11月进行的一项科学数据库研究产生了203,000多篇论文,其中包括大约10,000篇评论论文。 材料的特殊特性,已在不可数的出色评论中进行了详细描述(例如,参见[9-11])允许其在几乎无限的应用中使用,涵盖了当今人类活动的不同技术和科学相关领域。Andre Geim和Konstantin Novoselov于2004年隔离并描述了石墨烯,这一成就于2010年获得了诺贝尔物理奖[8]。使用关键字“石墨烯”在2023年11月进行的一项科学数据库研究产生了203,000多篇论文,其中包括大约10,000篇评论论文。材料的特殊特性,已在不可数的出色评论中进行了详细描述(例如,参见[9-11])允许其在几乎无限的应用中使用,涵盖了当今人类活动的不同技术和科学相关领域。在一些最成功和/或研究的中,有可能提到一般的电子和光电子,对于这些电子和光电子,石墨烯的存在及其衍生物可以改善设备的电子传输[12-15];与能量相关的应用[16,17],其中再次,石墨烯的电子传输能力有助于改善例如电池和电容器的整体特性;催化[18,19],该领域利用了石墨烯/石墨烯衍生物所实现的超高表面积及其增强的电子传输特性,以提高化学反应的整体产量;药物[20-23],其中石墨烯衍生物(特别是石墨烯氧化物)与生物分子相互作用的能力用于实施药物递送,提供用于热破坏癌细胞的选择性电气吸收,用于成像以及许多其他生物医学目的[24,25];复合材料的机械增强和/或复合材料的功能修饰,其中通常通过创建能够承受非常的材料来利用石墨烯衍生物的特殊机械电阻。中,有可能提到一般的电子和光电子,对于这些电子和光电子,石墨烯的存在及其衍生物可以改善设备的电子传输[12-15];与能量相关的应用[16,17],其中再次,石墨烯的电子传输能力有助于改善例如电池和电容器的整体特性;催化[18,19],该领域利用了石墨烯/石墨烯衍生物所实现的超高表面积及其增强的电子传输特性,以提高化学反应的整体产量;药物[20-23],其中石墨烯衍生物(特别是石墨烯氧化物)与生物分子相互作用的能力用于实施药物递送,提供用于热破坏癌细胞的选择性电气吸收,用于成像以及许多其他生物医学目的[24,25];复合材料的机械增强和/或复合材料的功能修饰,其中通常通过创建能够承受非常
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