Research press release


Nature Materials

Graphene’s other transparency

グラフェンは、特定の基板のぬれ挙動に影響を及ぼさないことが、Nature Materials(電子版)で報告される。ぬれ応答を損なわずに表面の電子物性を調節できれば、優れた導電性や超撥水性の表面コーティングが得られるはずである。 金網のような二次元原子構造を持つグラフェンは、電子と可視光を透過することで知られている。このたび、N Koratkarらは、グラフェンは極めて薄いので、ぬれ性が原子間の長距離ファンデルワールス力に支配される表面の固有のぬれ挙動に対しても透過性があることを示した。Koratkarらは、グラフェンでコーティングした銅と金とシリコンの表面において水滴の接触角を測定し、接触角がグラフェンコーティング前の表面とほとんど変わらないことを見いだした。この現象は、グラフェンでコーティングしたガラスには見られなかった。ガラスのぬれ性は、相対的に短い距離の化学結合によって支配されるからだ。また、Koratkarらは、表面のグラフェンコーティング層を増やしていくと接触角がグラファイトに近くなっていくことも見いだした。 コンフォーマルなグラフェンコーティングのぬれ透過性は、電子物性とぬれ性が別々に調節されるような新しい応用を可能にするかもしれない。

Graphene does not affect the wetting behaviour of several substrates, reports a study published online in Nature Materials this week. The ability to tune the electronic properties of surfaces without disrupting their wetting response should lead to superior conducting and superhydrophobic surface coatings. Graphene's two-dimensional chicken-wire atomic structure is known to be transparent to electrons and visible light. Now Nikhil Koratkar and colleagues show that the extreme thinness of graphene also makes it transparent to the intrinsic wetting behaviour of surfaces for which the wettability is dominated by the long-range van der Waals forces between atoms. The researchers measured the contact angle of water droplets on graphene-coated copper, gold and silicon surfaces, and found that the angle hardly changed from that for the respective bare surfaces. This was not the case for graphene-coated glass, for which the wettability is dominated by the relatively short-range chemical bonds. The authors also found that the contact angle shifted towards that for graphite when the surfaces were coated with an increasing number of graphene layers. The wetting transparency of conformal graphene coatings may enable novel applications in which electronic and wetting properties can be independently controlled.

doi: 10.1038/nmat3228

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