平面石墨烯可自折疊成3D結構

美國約翰·霍普金斯大學和麻省理工學院的科學家合作，近日利用全新方法讓平面石墨烯自折疊成3D幾何形狀。這將為用石墨烯研制可穿戴電子設備、活細胞膠囊和折疊式晶體管等帶來更廣闊的前景。

作為一種新型納米材料，石墨烯因具有超薄、強度大、導電導熱性能強等特性，在生物傳感器和可穿戴電子設備領域帶來系列全新應用。但這些應用裝置需要將平面石墨烯制成三維結構，現有方法主要利用蝕刻技術讓石墨烯層在某個基底物上形成想要的形狀，許多形狀無法獲得，因此研究人員一直在尋找更好的方法。

在這項以約翰·霍普金斯大學徐偉南（音譯）為第一作者的新研究中，研究人員開發出一種全新的微圖形處理技術，石墨烯層在加熱過程中能沿著預先設定的線條彎曲，像人工折紙一樣折疊成3D結構。這種新方法具有兩大優勢，其一，能避免之前工藝中出現的石墨烯特性受損，折疊過程可完全保留石墨烯的導電導熱等性能；其二，3D形狀內的折痕可形成能量帶隙，進一步提高石墨烯的導電性能。

研究人員表示，新技術還能與傳統光刻技術兼容并應用于晶片中，且能進行高度并行處理，不會出現規模化生產障礙。他們在測試中利用這種折疊技術制造出能包裹活細胞的3D結構、非線性電阻器以及一種晶體管裝置，3D石墨烯將為人們帶來各種非常好用的可穿戴電子設備和置于活體生物體內的傳感器。

來源：《科技日報》endprint