Forskare vid University of Arkansas har upptäckt en enkel och skalbar metod för att göra grafenoxid till ett icke-brandfarligt och pappersliknande grafemembran som kan användas i storskalig produktion.

"På grund av deras mekaniska styrka och utmärkta laddnings- och värmeledningsförmåga, grafenbaserade material har genererat enorm spänning, "sa Ryan Tian, docent i oorganisk kemi vid J. William Fulbright College of Arts and Sciences. "Men hög brandfarlighet äventyrar materialets löfte för storskalig tillverkning och breda applikationer."

Graphens extremt höga brandfarlighet har varit ett hinder för vidareutveckling och kommersialisering. Dock, denna nya upptäckt gör det möjligt att massproducera grafen och grafenmembran för att förbättra en mängd produkter, från bränsleceller till solceller till superkondensatorer och sensorer. Tian har ett provisoriskt patent på denna nya upptäckt.

Använda metalljoner med tre eller fler positiva laddningar, forskare i Tians laboratorium bundna grafenoxidflingor till ett transparent membran. Denna nya form av kolpolymerark är flexibel, giftfri och mekaniskt stark, förutom att det inte är brandfarligt.

Ytterligare testning av materialet föreslog att tvärbindning, eller bindning, använder övergångsmetaller och sällsynta jordartsmetaller, orsakade att grafenoxiden fick ny halvledande, magnetiska och optiska egenskaper.

Under det senaste decenniet har forskare har fokuserat på grafen, ett tvådimensionellt material som är en enda atom i tjocklek, för det är en av de starkaste, lättaste och mest ledande material som är kända. Av dessa anledningar, grafen och liknande tvådimensionella material har stor potential att ersätta traditionella halvledare. Grafenoxid är en vanlig mellanprodukt för grafen och grafen-härledda material tillverkade av grafit, som är en kristallin form av kol.

Forskarnas resultat publicerades i The Journal of Physical Chemistry C .