[发明专利]二维材料平均片径检测方法、装置及数量获取方法、装置

说明书

本发明公开了一种二维材料平均片径检测方法、装置及数量获取方法、装置。本发明通过获取二维材料分散液中单位体积内二维材料的数量，结合二维材料分散液中单位体积内二维材料的质量可得每个二维材料的平均质量，再根据二维材料最小重复结构单元所独立具有的摩尔质量可以得出构成每个二维材料的最小重复结构单元的数量，最后根据每个最小重复结构单元的面积以及二维材料的平均层数即可得到二维材料的平均面积，进而计算出二维材料的平均片径。该方法仅需要测量二维材料分散液中单位体积内二维材料的数量，其他参数为已知的或者通过简单的现有技术可测量得到，因此本发明的二维材料平均片径检测方法简单准确、成本低。

技术领域

本发明涉及二维材料检测的技术领域，尤其涉及一种二维材料平均片径的检测方法及检测装置，以及为实施该检测方法所采用的获取二维材料数量的方法和所使用的采集装置。

背景技术

自2004年石墨烯被发现以来，这种由单层炭原子二维平铺构成的材料引起了人们的广泛关注，推动了二维材料研发、应用的开展。石墨烯等二维材料是一种原子级厚且十分柔软（径厚比远大于1000）的二维材料。在确定石墨烯等二维材料的二维尺寸大小时，往往是通过AFM（Atomic Force Microscope，原子力显微镜）、SEM（Scanning ElectronMicroscope，扫描电子显微镜）、TEM （Transmission Electron Microscope，透射电子显微镜）、STM（Scanning Tunneling Microscope，扫描隧道电子显微镜）等微观表征方法来进行小范围的观测，确定石墨烯等二维材料的二维尺寸大小。然而这种方法统计效果极其有限，很难反映大量二维材料粉体或者浆料的真实片径尺寸，同时表征过程中需要繁杂的制样过程，随机性大，且测试价格昂贵。由于有效、迅速的二维材料尺寸检测方法缺失，极大地限制了二维材料的商业化应用步伐。

目前通过基于静态光散射法进行颗粒尺寸检测的激光粒度仪在检测纳米及微米颗粒时都具有较好的准确性和重现性，但被测物质形态需接近于三维球形，而对于二维材料则很难适应于此方法进行检测。基于动态光散射方法的光学检测设备，可以实时追踪液体中的物质，同时也可以推算出单位体积中物质的浓度，其检测不因被测物质而改变，是一种可被利用用来检测二维材料的潜在方法。但由于二维材料在分散液中随机运动的不确定性，使其在二维材料追踪准确性方面存在较大问题。

公开为号CN104101612A的中国发明专利申请公开了一种平面材料表面缺陷检测装置，包括主体框架、安装在主体框架上的线性光源和安装在主体框架上的至少一个检测模块；主体框架包括位于两侧的两根立柱和固定安装在两根立柱上的横梁，横梁上设有滑动导杆；检测模块包括滑动配合安装在滑动导杆上的安装座，安装座上安装有分别位于横梁两侧的CCD图像传感器和点阵型激光器；两根立柱上分别设有线性光源安装座，线性光源的两端分别安装在两个线性光源安装座上，且线性光源安装座与线性光源之间设有用于调节线性光源在垂直于横梁的方向上的位置的调节机构。

上述技术方案为对平面材料表面缺陷进行检测，其采用静态光源和移动采集设备对平面材料进行数据采集及数据处理，其一方面，不能解决现有技术中的基于静态光散射法只能对接近于三维球形检测而不能对二维材料进行检测的技术问题；另一方面，其不能解决基于动态光散射方法对二维材料在分散液中随机运动的不确定性、难以追踪的技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种二维材料平均片径检测方法、装置及数量获取方法、装置，可以实现对二维材料的平均片径进行检测，且不受二维材料在分散液中随机运动的不确定性等影响。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种二维材料平均片径的检测方法，包括：

将二维材料加入溶液中并混合均匀形成二维材料分散液；

获取所述二维材料分散液单位体积内的二维材料数量；