新型激光加工将推动石墨烯工业化

日前，西班牙AIMEN技术中心的研究人员，展示了使用超高速激光加工石墨烯材料的新技术，它使得大规模加工生产石墨烯成为可能。

石墨烯具有独特的电子和光学特性，其工业化生产可能会带来一个快速、可靠、低功耗通信和信息处理的新时代。但目前有两大问题阻碍了石墨烯产品的广泛应用：首先，工业生产中没有成熟的技术可用于大规模生产具有特殊性能的石墨烯；其次，用于硅基处理的传统固态技术不适用于高分子材料石墨烯的加工。

AIMEN的研究人员展示的新技术，通过短激光脉冲诱导石墨烯的化学晶格发生变化。单个激光脉冲的持续时间仅有几秒，石墨烯中的极性分子会像水波那样产生一个持续的振荡。研究人员发现，在振荡过程中，可以通过切割石墨烯晶格，把外部分子或所需的化合物添加到石墨烯中。激光的光斑可以集中在一个边长为1微米的正方形中或面积更小的区域，这样就能高精度地控制整个添加过程。在新技术工作过程中，大量的石墨烯可在高速度、高精度条件下被裁剪，这为石墨烯的广泛应用开辟了新的途径。运用这项技术，绘制微米大小的石墨烯的速度将超过每秒1米。

此外，这项技术还展现了通过调整激光的变化来控制热量吸收的化学过程。在低能量输出的条件下，多光子吸收在碳和大气分子的化学反应之间起主导作用，从而赋予石墨烯新的光学特性，这也有助于通过改变石墨烯的光学潜力，使其更加功能化。研究人员称，这项技术在工业领域的表现还有待进一步验证。目前的研究是基于工业生产的考虑，目的在于深入研究石墨烯在化学和物理变化中的可行性，同时尝试用电子设备程序来控制其工业生产。