元素百科为您介绍研究开启了“超材料”石墨烯的全部潜能。一项新的研究揭示了为什么“超级材料”石墨烯没有像承诺的那样转化电子产品，并展示了如何将其性能提高一倍，最终利用其非凡的潜力。研究人员清除了石墨烯中的硅污染，使其性能提高了一倍。

研究发现市面上可买到的石墨烯中存在高水平的硅污染，这对材料的性能有很大的影响。测试表明，用于制造石墨烯的原材料——天然石墨中的硅，在加工过程中没有被完全去除。这种污染是许多关于石墨烯和许多其他原子薄的二维(2D)材料特性的看似不一致的报告的核心。 

新的研究揭示了为什么“超级材料”石墨烯没有像承诺的那样改变电子，并展示了如何将其性能提高一倍，最终利用其非凡的潜力。 

石墨烯是迄今为止测试过的最强材料。它不仅灵活、透明，导热和导电性是铜的10倍。2010年，石墨烯被誉为一种革命性的材料，用于柔性电子产品、更强大的计算机芯片、太阳能电池板、水过滤器和生物传感器。但其性能参差不齐，行业采用缓慢。 

现在，一项研究指出，硅污染是令人失望的结果的根源，并详细说明了如何生产性能更高、纯度更高的石墨烯。研究团队使用最先进的扫描过渡电子显微镜，逐个原子地检查了市面上可获得的石墨烯样品。 

石墨烯被标榜为革命性的材料，但迄今未能产生重大的商业影响，一些类似的2D纳米材料也是如此。现在我们知道为什么它没有发挥作用，以及需要做些什么来充分发挥它的潜力。 

该测试不仅识别出了这些杂质，而且证明了它们对性能的主要影响，在作为电极进行测试时，受污染材料的性能下降了50%。 

这种程度的不一致性可能阻碍了基于石墨烯系统的主要工业应用的出现。但这也阻碍了监管这些层状纳米材料实施的监管框架的发展，这些纳米材料注定将成为下一代设备的支柱。 

石墨烯薄膜只有一个原子厚度，它的二维特性使其成为储电和依靠高比表面积的新型传感器技术的理想材料。这项研究揭示了二维特性是如何成为石墨烯的致命弱点，使其极易受到表面污染的影响，并强调了高纯度石墨对于生产更多纯石墨烯的重要性。

使用纯石墨烯，研究人员展示了这种材料在制造超级电容器(一种超级电池)时的优异性能。 

经过测试，这种装置的电荷保持能力是巨大的。事实上，这是迄今为止石墨烯所记录的最大容量，并在该材料预计理论容量的范围内。该团队随后使用纯石墨烯制造了一种多功能湿度传感器，该传感器具有有史以来最高的灵敏度和最低的检测限。 

这些发现为完全理解原子薄二维材料及其在高性能商用器件中的成功集成提供了一个重要的里程碑。