高分子材料的激光輻照作為一種快速、簡單、經濟的多孔石墨烯薄膜的制備方法，已經引起了人們的廣泛關注。本文系統地研究了在二氧化碳紅外激光作用下，在對二甲苯-丙烯超薄膜上形成低至9.4 Ω/平方的激光誘導石墨烯(LIG)薄膜。拉曼光譜分析證實了多層石墨材料的形成，其 I
D/I
G 和 I
2D/I
G比分別為0.42和0.65。作為概念的證明，二甲苯 -C LIG 被用作一種一步法制備超薄固態微超級電容器(MSC)的電極材料，這種方法具有可擴展性和成本效益，旨在未來的靈活和可穿戴應用。在對二甲苯 -C 上產生的 LIG-MSC 表現出良好的電化學行為，比電容為1.66 mF/cm
2，在10000次循環(0.5 mA/cm
2)后具有96% 的優良循環穩定性。這項工作使人們能夠進一步擴展 LIG 過程的知識，擴大前體材料的種類，并促進未來的應用。此外，它增強了對二甲苯 -C 作為下一代生物相容性和柔性電子器件的關鍵材料的潛力。
圖1. 在氮氣流和(B，D)空氣中，通過CO
2激光照射聚對二甲苯-C (A，C)形成的基體的圖像和相應的熱圖。
圖2. (A) LIG的形成是激光功率、速度和在空氣中和氮氣流下的散焦距離的函數；(B)對LIG (C)在空氣中和(D)在氮氣流下所研究的散焦距離和獲得的相應薄層電阻的示意圖。
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圖3. 聚對二甲苯-C層(A)在空氣中以4 W @ 10.2 cm/s激光照射之前和(B)之后的SEM橫截面顯微照片。在氮氣流(C，D，E)和空氣(F，G，H，I)下產生的激光誘導石墨烯的俯視SEM顯微照片。
圖4.優化的LIG樣品的代表性拉曼光譜(A)在氮氣流下和(B)在空氣中，和(C)相應的XPS光譜。
圖5. (A)直接激光寫入過程；(B)直接寫在聚對二甲苯薄膜上的LIG-MSC電極；(C)LIG-MSC組件的示意圖；(D)循環伏安法，(E)充放電曲線，(F)不同電流密度下的電容，以及(G)聚對二甲苯-C上LIG-MSC在0.5mA/cm
2下的電容保持率和庫侖效率。
相關科研成果由NOVA 科技學院Ricardo Correia、João Coelho和Rodrigo Martins等人于2022年發表在ACS Applied Materials & Interfaces（https://doi.org/10.1021/acsami.2c09667）上。原文：Biocompatible Parylene-C Laser-Induced Graphene Electrodes for Microsupercapacitor Applications。
轉自《石墨烯研究》公眾號
