極高的電子遷移率使石墨烯具有理想的條件,，電子穿過石墨烯時(shí)，大約有100倍的遷移率,，這是對(duì)比硅而言,，石墨烯還具有卓越的強(qiáng)度，而且事實(shí)上,，它幾乎是透明的（2.3％的光可被吸收,；97.7％的光可被傳輸），這些都使它成為理想的候選材料,，可用于光伏領(lǐng)域,，超薄透明石墨烯膜就可替代金屬氧化物電極。因此,，它可能是一種很前途的替代材料,，可替代銦錫氧化物（ITO：indium tin oxide），銦錫氧化物是目前標(biāo)準(zhǔn)的透明電極材料,，石墨烯用作電極,，可用于液晶顯示器，太陽能電池,，iPad和智能手機(jī)使用的觸摸屏,，以及有機(jī)發(fā)光二極管（ OLED）顯示器，這種顯示器用于電視和計(jì)算機(jī),。
但是,，最近的研究表明，摻雜是必要的,，為的是利用石墨烯的全部潛力,。這一挑戰(zhàn)對(duì)于研究人員而言，就是要找到適當(dāng)?shù)闹圃旒夹g(shù),，制備高質(zhì)量石墨烯片,，使它具有高度的電荷遷移率（charge mobilities）。
德國(guó)和西班牙的一個(gè)研究小組最近發(fā)表了一篇論文,，發(fā)表在《應(yīng)用化學(xué)國(guó)際版》（Angewandte Chemie International Edition）,，題為《實(shí)現(xiàn)可調(diào)石墨烯/酞菁- PPV混合動(dòng)力系統(tǒng)》（Towards Tunable Graphene/Phthalocyanine–PPV Hybrid Systems），他們提出了一種化學(xué)方法,，制成非共價(jià)（non-covalently）功能性石墨烯,，這種材料產(chǎn)生于可大量獲得的低價(jià)天然石墨。
“到目前為止,，功能性分子要根據(jù)光活性基團(tuán)（photo-active groups）引入,，這需要與石墨烯氧化物相互作用，因此,，就不得不忍受苛刻的還原條件（reduction conditions）,，獲得非共價(jià)功能化石墨烯氧化物，”珍妮•馬里格說（Jenny Malig）,，他是論文的第一作者,。“我們方法的優(yōu)勢(shì)是直接剝離石墨烯,，這要采用超聲處理和伴隨的非共價(jià)功能化,，依靠的是感光分光表征（photospectroscopical characterization）溶液�,！�
馬里格是德克•古爾蒂（Dirk Guldi）小組的博士生,，在紐倫堡（Nürnberg）埃爾蘭根（Erlangen）弗里德里希亞歷山大大學(xué)（Friedrich-Alexander-Universitat），一起工作的有她的同事,，還有合作者來自馬德里自治大學(xué)（Universidad Autónoma de Madrid）IMDEA 納米科學(xué)部（IMDEA – Nanociencia）,。
她指出，非共價(jià)剝落石墨烯,，采用的媒介是表面活性劑（surfactants）,，這是經(jīng)過充分驗(yàn)證的,在原理上，這種概念是來自碳納米管化學(xué),。
“此外,，π類表面活性劑（π-surfactants）就像雙親性花（amphiphilic perylene）或苝染料（pyrene dyes）一樣,，都已經(jīng)用于穩(wěn)定石墨烯薄片，這是在適當(dāng)?shù)娜軇┲羞M(jìn)行,，”她說,。“受這些成果鼓舞,，我們轉(zhuǎn)向更復(fù)雜的分子,，比如酞菁齊聚物（phthalocyanine oligomers），這在以前從未用于溶解過程,�,！�
對(duì)于這項(xiàng)工作，有知識(shí)傳授了已完成的研究,，所在化學(xué)領(lǐng)域就是碳納米管化學(xué),，是古爾蒂的小組做的（他們寫過文章《調(diào)整和優(yōu)化內(nèi)在互動(dòng)的酞菁基PPV低聚物和單壁碳納米管實(shí)現(xiàn)n-型/p-型》），這是關(guān)鍵性的,，可以制備非共價(jià)功能化石墨烯薄片,，這是一種納米復(fù)合材料。
然而,，研究新的電子供受體復(fù)合物（electron donor-acceptor hybrids）就涉及到石墨烯,，這更具有挑戰(zhàn)性，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過剝離碳納米管,，這都是在同樣的情況下進(jìn)行,。原因在于，從適用太陽能電池而言,，主要挑戰(zhàn)是光物理特性方面的納米復(fù)合材料,。
“對(duì)比非共價(jià)功能化碳納米管，石墨烯被認(rèn)為是一種零隙（zero-gap）半導(dǎo)體,，沒有表現(xiàn)出顯著的光學(xué)躍遷（optical transition）,，在可見光范圍就是這樣，這就限制了表征技術(shù)（characterization techniques）,，”馬里格說,。
該小組繞過這個(gè)問題，選擇一個(gè)旁觀分子（spectator molecule）,，以協(xié)助查明和表現(xiàn)電子供受體的相互作用,。
“有趣的是，我們能夠量化和證明所形成的自由基陽離子（radical cation）種類,，就是這種‘旁觀分子’,，它第一次清楚地表明，電子轉(zhuǎn)移是從激發(fā)的染料轉(zhuǎn)移到石墨烯片，”馬里格說,。 “最后,，后者就形成一種方便的工具，可用于測(cè)試廣泛的庫存染料,。它表明,，石墨烯有可能作為電子受體（electron acceptor）,�,！�
在一般情況下，這種新穎的單因子混合物（monohybrids）材料是新的電子材料,，尤其可用于印刷電子技術(shù),。非共價(jià)功能化石墨烯產(chǎn)生了成本上有效的新材料，可能表現(xiàn)出新的變異屬性,，不同于非功能化石墨烯,。此外，功能基團(tuán)（functional groups）可調(diào)整石墨/石墨烯的剝離和溶解度,。
“在有些設(shè)備中,，石墨烯電子結(jié)構(gòu)的調(diào)整是采用化學(xué)功能化，這是一種適當(dāng)?shù)姆绞�,，這些設(shè)備是可以設(shè)計(jì)的,，所有的裝配完全采用石墨烯，”馬里格說,。
但是,，最近的研究表明，摻雜是必要的,，為的是利用石墨烯的全部潛力,。這一挑戰(zhàn)對(duì)于研究人員而言，就是要找到適當(dāng)?shù)闹圃旒夹g(shù),，制備高質(zhì)量石墨烯片,，使它具有高度的電荷遷移率（charge mobilities）。
德國(guó)和西班牙的一個(gè)研究小組最近發(fā)表了一篇論文,，發(fā)表在《應(yīng)用化學(xué)國(guó)際版》（Angewandte Chemie International Edition）,，題為《實(shí)現(xiàn)可調(diào)石墨烯/酞菁- PPV混合動(dòng)力系統(tǒng)》（Towards Tunable Graphene/Phthalocyanine–PPV Hybrid Systems），他們提出了一種化學(xué)方法,，制成非共價(jià)（non-covalently）功能性石墨烯,，這種材料產(chǎn)生于可大量獲得的低價(jià)天然石墨。
“到目前為止,，功能性分子要根據(jù)光活性基團(tuán)（photo-active groups）引入,，這需要與石墨烯氧化物相互作用，因此,，就不得不忍受苛刻的還原條件（reduction conditions）,，獲得非共價(jià)功能化石墨烯氧化物，”珍妮•馬里格說（Jenny Malig）,，他是論文的第一作者,。“我們方法的優(yōu)勢(shì)是直接剝離石墨烯,，這要采用超聲處理和伴隨的非共價(jià)功能化,，依靠的是感光分光表征（photospectroscopical characterization）溶液�,！�
馬里格是德克•古爾蒂（Dirk Guldi）小組的博士生,，在紐倫堡（Nürnberg）埃爾蘭根（Erlangen）弗里德里希亞歷山大大學(xué)（Friedrich-Alexander-Universitat），一起工作的有她的同事,，還有合作者來自馬德里自治大學(xué)（Universidad Autónoma de Madrid）IMDEA 納米科學(xué)部（IMDEA – Nanociencia）,。
她指出，非共價(jià)剝落石墨烯,，采用的媒介是表面活性劑（surfactants）,，這是經(jīng)過充分驗(yàn)證的,在原理上，這種概念是來自碳納米管化學(xué),。
“此外,，π類表面活性劑（π-surfactants）就像雙親性花（amphiphilic perylene）或苝染料（pyrene dyes）一樣,，都已經(jīng)用于穩(wěn)定石墨烯薄片，這是在適當(dāng)?shù)娜軇┲羞M(jìn)行,，”她說,。“受這些成果鼓舞,，我們轉(zhuǎn)向更復(fù)雜的分子,，比如酞菁齊聚物（phthalocyanine oligomers），這在以前從未用于溶解過程,�,！�
對(duì)于這項(xiàng)工作，有知識(shí)傳授了已完成的研究,，所在化學(xué)領(lǐng)域就是碳納米管化學(xué),，是古爾蒂的小組做的（他們寫過文章《調(diào)整和優(yōu)化內(nèi)在互動(dòng)的酞菁基PPV低聚物和單壁碳納米管實(shí)現(xiàn)n-型/p-型》），這是關(guān)鍵性的,，可以制備非共價(jià)功能化石墨烯薄片,，這是一種納米復(fù)合材料。
然而,，研究新的電子供受體復(fù)合物（electron donor-acceptor hybrids）就涉及到石墨烯,，這更具有挑戰(zhàn)性，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過剝離碳納米管,，這都是在同樣的情況下進(jìn)行,。原因在于，從適用太陽能電池而言,，主要挑戰(zhàn)是光物理特性方面的納米復(fù)合材料,。
“對(duì)比非共價(jià)功能化碳納米管，石墨烯被認(rèn)為是一種零隙（zero-gap）半導(dǎo)體,，沒有表現(xiàn)出顯著的光學(xué)躍遷（optical transition）,，在可見光范圍就是這樣，這就限制了表征技術(shù)（characterization techniques）,，”馬里格說,。
該小組繞過這個(gè)問題，選擇一個(gè)旁觀分子（spectator molecule）,，以協(xié)助查明和表現(xiàn)電子供受體的相互作用,。
“有趣的是，我們能夠量化和證明所形成的自由基陽離子（radical cation）種類,，就是這種‘旁觀分子’,，它第一次清楚地表明，電子轉(zhuǎn)移是從激發(fā)的染料轉(zhuǎn)移到石墨烯片，”馬里格說,。 “最后,，后者就形成一種方便的工具，可用于測(cè)試廣泛的庫存染料,。它表明,，石墨烯有可能作為電子受體（electron acceptor）,�,！�
在一般情況下，這種新穎的單因子混合物（monohybrids）材料是新的電子材料,，尤其可用于印刷電子技術(shù),。非共價(jià)功能化石墨烯產(chǎn)生了成本上有效的新材料，可能表現(xiàn)出新的變異屬性,，不同于非功能化石墨烯,。此外，功能基團(tuán)（functional groups）可調(diào)整石墨/石墨烯的剝離和溶解度,。
“在有些設(shè)備中,，石墨烯電子結(jié)構(gòu)的調(diào)整是采用化學(xué)功能化，這是一種適當(dāng)?shù)姆绞�,，這些設(shè)備是可以設(shè)計(jì)的,，所有的裝配完全采用石墨烯，”馬里格說,。
