(上图)如果石墨烯的质量能够得到保证，那么石墨烯在许多应用领域都具有革命性的潜力。信贷:Enerage Inc .), YouTube
自从两个引人注目的研究2018年问世，研究人员对全球石墨烯市场上的“假”石墨烯问题进行了大量关注。
“假”石墨烯是指石墨烯中含有未剥落的石墨和生产过程中产生的其他纳米碳颗粒或杂质，使其性能远远超出纯石墨烯的预期。
“目前尚不清楚假冒石墨烯的生产商是否意识到质量低劣。无论如何，石墨烯生产标准的缺乏导致在公开市场上销售的材料质量很差。这已经阻碍了未来应用的发展，”新加坡国立大学高级2D材料中心主任卡斯特罗·内托(Castro Neto)在一篇文章中解释道新闻稿．
为了解决这些石墨烯质量问题，国际科学和标准化团体近年来投入了相当大的努力，为该行业制定指导方针。
例如，国际标准化组织创建了石墨烯术语标准描述了石墨烯和相关二维材料，并在2017年建立了第一份ISO技术报告关于这些材料的性能和相关的测量技术。
2021年1月，石墨烯旗舰标准化委员会首次举办了一系列活动行业对石墨烯标准的需求．三月，国家物理实验室发布了新的ISO/IEC标准该项目与国际合作伙伴共同开发，用于测量石墨烯、双层石墨烯以及粉末和液体分散体中的石墨烯纳米片的结构特性。
这些指南是调控石墨烯质量的重要步骤。但是，发展标准只能在现有的表征技术范围内进行。不幸的是，大多数推荐的石墨烯分析技术——如透射电子显微镜、拉曼光谱和原子力显微镜——都是局部表征方法，这意味着它们只能探测小区域，从而限制了表征商业化放大所需的大批量的能力。
因此，开发表征石墨烯质量的新方法对制定更严格的标准至关重要。
去年11月，我们报道了艾姆斯实验室研究人员的工作用低能电子衍射来评估石墨烯的质量．现在,一个新的研究澳大利亚阿德莱德大学的研究人员研究了使用热重量分析矫正性大动脉转位(TGA)。
TGA是一种热分析方法，它监测样品的质量随温度或时间的变化而变化。研究人员写道:“TGA方法通常被工业用于表征矿物、聚合物和碳材料的热性质和杂质，但令人惊讶的是，作为石墨烯材料质量控制的表征方法，它被忽视了。”
因此，他们的目标是证明TGA可以成为确定石墨烯材料质量的“强大的分析工具”。
他们制备了经过验证的少层石墨烯(FLG)、还原氧化石墨烯(rGO)和氧化石墨烯(GO)的对照样品，以确认其体粉形式的基线TGA和一阶导数(DTG)特征。这些特征随后被分类为特定的分析参数，并用于筛选一系列商业和实验室制备的样品。
结果表明，DTG峰和最大质量分解速率(T马克斯)值可能与石墨层的堆积数量(石墨含量很高)和碳结构缺陷(氧化石墨烯含量很高)有关——这些特征对确定石墨烯材料的质量至关重要。
“基于这些结果，我们可以得出结论，DTG峰和T马克斯数值是独特的，这些简单的参数可以用于定性识别FLG、GO、rGO和石墨及其区别，”他们写道。
在结论中，他们指出TGA方法可以通过实验室间比较和机器学习软件标准化TGA测量条件来进一步改进。然而，在这项研究中已经证明的潜力意味着TGA最终可能会“在不断发展的石墨烯产业中帮助识别之前描述的‘假石墨烯’，”他们写道。
论文，发表于碳,是“解开热重分析(TGA)对抗“假石墨烯”材料”(DOI: 10.1016 / j.carbon.2021.04.064)。