由Springer-Tsinghua联合主办，斯坦福大学著名教授Hongjie Dai博士担任主编的纳米材料科学杂志《Nano Research》，最近以封面文章的形式刊发了6163am银河线路先进材料与纳米技术系 侯仰龙">侯仰龙特聘研究员课题组的论文“Solvothermal-assisted Exfoliation Process to Produce Graphene with High Yield and High Quality” (http://www.thenanoresearch.com/files/706.pdf ), 报道了他们在高质量石墨烯制备方面取得的最新成果。

 

      石墨烯（graphene）作为碳同位素家族的新成员，由于其独特的电子学、力学性质，在诸如微电子学器件，传感器，生物医学，机械共振器有广泛的应用前景。为了能制备高质量和高产率的石墨烯，科学家提出了各种办法包括：机械剥离法、加热SiC的方法、化学分散法、氧化石墨(graphite oxide)法、模板法。在上述制备石墨烯的工艺中，化学法制备以相对简单和低廉的工艺正受到越来越多的人关注。截至目前，化学制备石墨烯主要采用以下三种为石墨源：a)氧化石墨；b) 膨胀石墨；c) 微粉石墨。其中以氧化石墨为源制备的石墨烯存在较多的含氧官能团和不可逆转的结构缺陷，因而会极大地影响石墨烯的电学性能。相反以膨胀石墨或者微粉石墨为源制备的石墨烯，因为缺陷很少、导电率很好的特点而显得更有意义。2008年伊始， 侯仰龙">侯仰龙特聘研究员课题组就已着手开展了化学方法制备水溶性石墨烯的研究工作，利用导电性优良的TCNQ阴离子稳定剂将石墨烯薄膜从膨胀石墨中剥离出来，并且可以稳定地分散在水溶液中，这一工作已经发表在英国皇家化学学会主办的杂志《Chemical Communications》上，论文题目为   “Aqueous Dispersions of TCNQ Anion Stabilized Graphene Sheets” ( http://www.rsc.org/ej/CC/2008/b816971c.pdf)。此外，该论文还被Nature Nanotechnology杂志的综述文章重点评述。最近研究组又改进了制备工艺，通过溶剂热辅助剥离的方法，借助膨胀-插层-超声-分散的工艺，制备了高质量高产率的石墨烯，并且通过控制离心转速使单层石墨烯的产率提高到1 wt%，数层石墨烯（<五层）的产率提高到10 wt%。在整个液相剥离的过程中没有在石墨烯表面引入明显的缺陷，因而为其在微电子学、多功能复合材料等领域的应用提供了广阔的应用前景。

 

      该工作的第一作者为钱文博士（博士后）和09级博士生郝瑞，合作者包括中科院物理所高鸿钧研究员，申承民副研究员和微电子系梁学磊教授。该项目得到国家自然科学基金、北京市科技新星计划、教育部留学回国人员科研启动基金、中国博士后科学基金等资助。

 

Nano Research的封面