據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)5月22日報道,，美國佐治亞理工學(xué)院的一項研究顯示，氫在決定氧化石墨烯的化學(xué)特性和結(jié)構(gòu)組成方面發(fā)揮了重要作用�,？茖W(xué)家表示,，了解氧化石墨烯的特性以及如何控制它們,，對于實現(xiàn)這種材料在納米電子設(shè)備,、納米機電系統(tǒng),、傳感、復(fù)合材料,、光學(xué),、催化和能量儲存等領(lǐng)域的潛在應(yīng)用十分重要。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在近期出版的《自然·材料》雜志上,。

　　該校物理系副教授伊莉莎·瑞多表示,，氧化石墨烯材料十分有趣，需通過化學(xué)和熱過程將兩個含氧的官能團,，即環(huán)氧基團和羥基（氫氧基）團,，加入構(gòu)成石墨烯的碳原子晶格中而成形，因此可通過熱處理或化學(xué)處理來改變氧化石墨烯的結(jié)構(gòu),。

　　研究小組在此次研究中使用了位于碳化硅晶片上的多層外延石墨烯,，這一樣本平均包含10層石墨烯。觀測結(jié)果顯示,，35天后,，環(huán)氧基團的數(shù)量有所下降，羥基團的數(shù)目則略有增加,。直至3個月后,，兩組官能團的比例才基本實現(xiàn)了平衡。

　　為解析為什么室溫條件下會發(fā)生此種變化,，科學(xué)家研究了密度泛函理論：氫和氧將在官能團內(nèi)生成水,，這將減少環(huán)氧基團的數(shù)量，并略微增加羥基的數(shù)目,。經(jīng)過實驗測量和理論計算,，科研人員提出，或許有氫參與其中,。而這一猜想,，隨后被科研小組和來自德克薩斯大學(xué)達拉斯分校的研究團隊共同證實。實驗樣本的結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)在樣本制成后還將演變達1個多月之久,，正是其與氫不斷發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果,。

　　研究人員表示，氫在決定氧化石墨烯結(jié)構(gòu)中發(fā)揮的作用,，代表了一種控制氧化石墨烯材料特性的新途徑,。在材料的合成過程中，他們可能會使用氫作為工具來改變其結(jié)構(gòu),。而通過調(diào)整環(huán)氧基和羥基的分布和比例,，能夠?qū)崿F(xiàn)對于材料特性的調(diào)控。

　　接下來研究小組將了解如何控制外延氧化石墨烯中氫的數(shù)量,，以及什么情況下會影響兩個官能團的反應(yīng)等,，最后,，他們或?qū)�獲得可與原始石墨烯電子傳輸特性媲美的新型石墨基材料，并誘導(dǎo)材料中產(chǎn)生電子帶隙和秩序結(jié)構(gòu),，以便為納米電子設(shè)備的制造等商業(yè)應(yīng)用鋪平道路,。