瑞典林雪平大學的研究人員正致力于利用太陽能和石墨烯應用于立方碳化硅表面的方法，開發(fā)出一種將水和二氧化碳轉化為未來可再生能源的方法。他們現(xiàn)在朝著這一目標邁出了重要的一步，并開發(fā)了一種方法，可以在嚴格控制的過程中生產多層石墨烯。

該研究小組還表明，石墨烯在某些條件下可作為超導體。他們的研究成果發(fā)表在科學期刊“ 碳和納米快報”上。

碳，氧和氫。如果你分解二氧化碳和水分子，這三個元素就會得到。相同的元素是我們用作燃料的化學物質的構建塊，例如乙醇和甲烷。如果可能的話，二氧化碳和水轉化為可再生燃料將提供化石燃料的替代品，并有助于減少二氧化碳向大氣的排放。林雪平大學的高級講師孫建武正試圖找到一種方法來做到這一點。

第一步是開發(fā)他們計劃使用的材料。林雪平大學的研究人員之前已開發(fā)出世界領先的生產立方碳化硅的方法，該方法由硅和碳組成。立方體形式具有從太陽捕獲能量并產生電荷載體的能力。然而，這還不夠。石墨烯是有史以來最薄的材料之一，在該項目中發(fā)揮著關鍵作用。該材料包括在六邊形晶格中彼此結合的單層碳原子。石墨烯具有很高的傳導電流的能力，這種特性可用于太陽能轉換。它還具有幾種獨特的性質，石墨烯的可能用途正在全世界范圍內進行廣泛研究。

近年來，研究人員試圖改進石墨烯在表面上生長的過程，以控制石墨烯的性質。他們最近的進展在科學期刊Carbon的一篇文章中有所描述。

“在碳化硅上生長一層石墨烯是相對容易的。但是生長大面積均勻石墨烯是一個更大的挑戰(zhàn)，石墨烯由多層疊層組成。我們現(xiàn)在已經證明可以生長均勻的石墨烯林俊平大學物理，化學和生物學系的孫建武說，這種方法最多可以控制四層。

多層石墨烯帶來的困難之一是當不同數(shù)量的層在不同位置生長時表面變得不均勻。當一層結束時的邊緣具有微小的納米級樓梯的形狀。對于想要大平坦區(qū)域的研究人員來說，這些步驟是個問題。當步驟聚集在一個位置時，特別是問題，例如錯誤構建的樓梯，其中幾個步驟已經合并形成一個大的臺階。研究人員現(xiàn)已找到一種方法，通過在嚴格控制的溫度下生長石墨烯來消除這些聯(lián)合的大步驟。此外，研究人員已經證明，他們的方法可以控制石墨烯含有多少層。這是正在進行的研究項目的第一個關鍵步驟，其目標是用水和二氧化碳制造燃料。

在納米快報雜志的一篇密切相關的文章中，研究人員描述了對立方碳化硅上生長的多層石墨烯的電子特性的研究。

“我們發(fā)現(xiàn)多層石墨烯具有非常有前途的電性能，使得這種材料可以用作超導體，這種材料可以傳導零電阻的電流。這種特殊性質僅在石墨烯層以特殊方式排列時產生。彼此，“孫建武說。

理論計算已經預測多層石墨烯將具有超導特性，只要這些層以特定方式排列即可。在這項新研究中，研究人員首次通過實驗證明了這種情況。超導材料尤其用于超導磁體 - 用于醫(yī)學研究的磁共振相機中的極其強大的磁體，以及用于研究的粒子加速器。超導體有許多潛在的應用領域，例如零能量損失的電源線，以及漂浮在磁場上的高速列車。它們的使用目前受限于無法生產在室溫下起作用的超導體：目前可用的超導體僅在極低溫度下起作用。