Femtosecond laser rapid fabrication of large-area rose-like micropatterns on freestanding flexible graphene films

材料科学 石墨烯 制作 纳米技术 飞秒 激光器 激光烧蚀 光电子学 光学 医学 替代医学 物理 病理
作者
Xuesong Shi,Xin Li,Lan Jiang,Liangti Qu,Yang Zhao,Ran Peng,Qingsong Wang,Qiang Cao,Lei Gao,Yongfeng Lu
出处
期刊:Scientific Reports [Nature Portfolio]
卷期号:5 (1) 被引量:30
标识
DOI:10.1038/srep17557
摘要

We developed a simple, scalable and high-throughput method for fabrication of large-area three-dimensional rose-like microflowers with controlled size, shape and density on graphene films by femtosecond laser micromachining. The novel biomimetic microflower that composed of numerous turnup graphene nanoflakes can be fabricated by only a single femtosecond laser pulse, which is efficient enough for large-area patterning. The graphene films were composed of layer-by-layer graphene nanosheets separated by nanogaps (~10-50 nm), and graphene monolayers with an interlayer spacing of ~0.37 nm constituted each of the graphene nanosheets. This unique hierarchical layering structure of graphene films provides great possibilities for generation of tensile stress during femtosecond laser ablation to roll up the nanoflakes, which contributes to the formation of microflowers. By a simple scanning technique, patterned surfaces with controllable densities of flower patterns were obtained, which can exhibit adhesive superhydrophobicity. More importantly, this technique enables fabrication of the large-area patterned surfaces at centimeter scales in a simple and efficient way. This study not only presents new insights of ultrafast laser processing of novel graphene-based materials but also shows great promise of designing new materials combined with ultrafast laser surface patterning for future applications in functional coatings, sensors, actuators and microfluidics.
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