中山大学 先进能源材料研究室 石墨烯

石墨烯能走进我们的生活吗?当一片石墨烯展现在人们面前时，立即震撼了凝聚态物理界，因 为大多数物理学家认为，理论和实验上都认为完美的二维结构无法在 非绝对零度稳定存在。而它的独特的性能，如石墨烯是迄今为

石墨烯能走进我们的生活吗 ? 当一片石墨烯展现在人们面前时，立即震撼了凝聚态物理界，因为 大多数物理学家认为，理论和实验上都认为完美的二维结构无法在非绝 对零度稳定存在。而它的独特的性能，如石墨烯是迄今为止世界上强度 最大的材料；石墨烯是世界上导电性最好的材料等受到国内外众多大企 业的青睐。目前，很多企业投入巨资融入石墨烯产业化的行列。人的生 命需要碳，人们的生活更需要碳。自富勒烯和碳纳米管被科学家发现以 后，三维的金刚石、二维的石墨烯、一维的碳纳米管、零维的富勒球组 成了完整的碳系家族。 从表面化学的角度来看，石墨烯的性质类似于石墨，可利用石墨来 推测石墨烯的性质。石墨烯化学可能有许多潜在的应用，然而耍石墨烯 的化学性质得到广泛关注有一个不得不克服的障碍，就是目前还缺乏适 用于传统化学方法的样品。这一点未得到解决，研究石墨烯化学将面临 重重困难。尽管有许多制备方法被发明，令人失望的是目前仅有化学气 相沉积法可以实现规模化制备石墨烯及应用。用法可以 ） CVDCVD （ 制备出高质量大面积的石墨烯，但是理想的基片材料单晶鎳的价格太昂 贵，这可能是影响石墨烯工业化生产的重要因索。法可以满足规模 CVD 化制备高质量石墨烯的要求，但成本较高，工艺复杂。右墨烯粉体的应 用可能是很难解决的问题，因为纳米材料的活性和稳定性是天然的矛盾。 2 商用粉末样品的石墨烯比表面积通常小到这对实际应用非常不 100 m/g, 利。因此人们思考制备三维结构的石墨烯材料，这样的材料具有自支撑 的作用，可避免石墨烯团聚，保持高比表面积。但是，目前合成三维结 构的石墨烯主要采用自组装法（模板法），该方法合成工艺复朵，成本 高昂，仅停留于实验室阶段或小批量化制备。