韓國和美國的研究人員近日表示,，通過混合固態(tài)二氧化碳和相應(yīng)溶劑,，能簡單、經(jīng)濟地大規(guī)模生產(chǎn)出高質(zhì)量的納米石墨烯薄片。相關(guān)研究報告發(fā)布在本周出版的美國《國家科學院院報》網(wǎng)絡(luò)版上,。

　　石墨烯源自石墨，因極佳的導電性、導熱性和堅固性聞名。全世界的科學家都認為石墨烯將徹底改變計算,、電子和醫(yī)藥領(lǐng)域現(xiàn)狀，但無法大規(guī)模生產(chǎn)石墨烯薄片卻阻礙了它的廣泛應(yīng)用,。論文的共同作者,、美國凱斯西儲大學高分子科學和工程系的戴黎明（音譯）教授表示，他們開發(fā)了一種低成本的簡單方式,，可大規(guī)模生產(chǎn)出質(zhì)量更好的石墨烯薄片,。而目前常用的是酸性氧化法，因需要使用有毒的化學物質(zhì),，推廣受到影響,。

　　此次研究由韓國蔚山國立科技學院的白鐘范（音譯）教授主導。研究人員將石墨和固態(tài)二氧化碳置于充滿不銹鋼球的筒罐中,，兩天后可經(jīng)羧酸和機械力磨制加工,，生產(chǎn)出石墨薄片，且邊緣處于打開狀態(tài),，以便產(chǎn)生化學反應(yīng),。由羧酸處理的邊緣可使石墨溶于質(zhì)子溶劑之中，其中包括水和甲醇,；也可溶于極性非質(zhì)子型溶劑中，包括二甲基亞砜等,。

　　一旦分散在溶劑之中,，石墨薄片就會分離成5層或?qū)訑?shù)更少的納米石墨烯薄片。為測試這些材料能否直接形成電子應(yīng)用所需的模塑物體,，研究人員將樣本壓縮為芯塊,。對比后發(fā)現(xiàn)，這些芯塊的導電性可比由酸性氧化石墨法生產(chǎn)出的傳統(tǒng)芯塊高688倍,。

　　為了形成大面積的納米石墨烯薄膜,，科學家基于3.5厘米×5厘米的硅晶片，對壓縮芯塊進行2小時高達900攝氏度的加熱,。隨后,，磨制而成的薄片邊緣脫去了羧基，這意味著納米薄片的邊緣可與臨近的薄片發(fā)生強勁的氫鍵結(jié)合，并保持黏合的狀態(tài),，而酸性氧化壓縮而成的芯塊則會在加熱過程中發(fā)生破碎的狀況,。研究人員表示，這一過程只會受到晶片的尺寸限制,，生成的大面積薄膜的導電性將遠超過酸性氧化法的產(chǎn)物,，同時還將保有更高的透光率。

　　此外,，通過改用氨或三氧化硫作為干冰的替代物,，并使用不同的溶劑，科學家能自定義適用于電子產(chǎn)品,、超級電容和可取代鉑的無金屬催化劑等不同應(yīng)用的石墨烯薄片邊緣,，還能定制邊緣以組裝二維和三維結(jié)構(gòu)等。