[发明专利]一种通过表面受限效应调控石墨烯表面摩擦系数的方法

摘要

本发明提供了一种通过表面受限效应调控石墨烯表面摩擦系数的方法，包括以下步骤：用硝酸铁溶液蚀刻表面长有PMMA/石墨烯膜的铜铂；将得到的PMMA/石墨烯膜放入蒸馏水中清洗；将阳极氧化铝片从PMMA/石墨烯膜下方向上捞起，待其干燥后加热使石墨烯膜变平；将其进行丙酮浴；用原子力针尖在接触模式下进行摩擦力测量；将输出电压给出的平均横向力转换为由于悬臂的扭转产生的摩擦力；测量瞬时脱附力曲线；进行分子动力学模拟，得到摩擦力与法向载荷的变化曲线；计算尖端在石墨烯表面上扫描时的相互作用能。本发明采用具有清晰边界，明确结构的纳米孔结构的AAO模板来支撑石墨烯，以通过AFM探索纳米级摩擦的基本过程和实现纳微摩擦力的控制。

主权项

1.一种通过表面受限效应调控石墨烯表面摩擦系数的方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：石墨烯转移步骤1.1：用硝酸铁溶液蚀刻表面长有PMMA/石墨烯膜的铜铂，直至PMMA/石墨烯膜漂浮到溶液表面；步骤1.2：将PMMA/石墨烯膜捞起放入蒸馏水中清洗；步骤1.3：用镊子夹一块阳极氧化铝片，从PMMA/石墨烯膜下方向上捞起；步骤1.4：将上述得到的阳极氧化铝支撑PMMA/石墨烯膜静置于空气中干燥；步骤1.5：将上述干燥结束的阳极氧化铝支撑PMMA/石墨烯膜加热，使其上的石墨烯膜变平；步骤1.6：对上述阳极氧化铝支撑PMMA/石墨烯膜进行丙酮浴，得到阳极氧化铝支撑石墨烯膜；步骤2：摩擦学测试步骤2.1：使用Dimension Icon AFM仪器，选用SNL‑10(尖端半径2nm)原子力针尖在接触模式下进行摩擦力测量；步骤2.2：使用支撑悬臂的偏转灵敏度来校准针尖尖端的正常弹簧常数；步骤2.3：将输出电压给出的平均横向力转换为由于悬臂的扭转产生的摩擦力，并在多个样品位置进行多次测量获得平均值；步骤2.4：测量瞬时脱附力曲线；步骤3：分子模拟步骤3.1：利用在AAO支撑的石墨烯片上滑动的纳米级金刚石尖端进行分子动力学模拟，得到摩擦力与法向载荷的变化曲线；步骤3.2：计算尖端在AAO支撑的石墨烯表面上扫描时石墨烯层和AAO衬底之间的相互作用能。