石墨烯技术简介

石墨烯是不同碳同素异形体（石墨、碳纳米管、钻石等）中简单的结构元素，它是由碳原子组成的原子级蜂窝晶格。它是目前第一个二维材料，直径是单根人类头发直径的百万倍。作为单层石墨，石墨烯因其潜在应用而备受关注，包括廉价的水净化系统;更环保、更高效的汽车和飞机;柔性手机和太阳能电池，以及伤口愈合和癌症治疗等生物医学应用。

石墨烯最早由曼彻斯特大学的两位研究人员安德烈·盖姆教授和科斯佳·诺沃塞洛夫教授于2004年从石墨中分离出来，他们因“关于二维材料石墨烯的开创性实验"获得了2010年诺贝尔物理学奖。石墨烯凭借其优秀的物理和化学特性，有潜力重塑学术界和工业界的研究格局。例如，它比钢材坚固得多，但极其轻巧且灵活。它还提供了优秀的电导率和热导率，同时具有透明性，非常适合无数电子应用。特别是，其红外（IR）响应特征是长时间的集体电子振荡（等离激元），与传统材料不同，可以通过静电门控进行动态调谐。此外，石墨烯表现出较大且非线性的抗磁性，超过石墨，并且可以被钕磁铁提升。

石墨烯片可以通过还原石墨烯氧化物（GO）获得。此外，还有多种自下而上的方法，如化学气相沉积、化学转化、电弧放电、外延生长、碳纳米管的解开以及表面活性剂自组装以生成石墨烯片。石墨烯氧化物具有亲水官能基（-OH、环氧化物、-COOH），促进水分子嵌入通道，石墨烯片可以通过超声波轻易分离，从而在水介质中生成高度分散的 GO 片。这些去角质GO片通常用于不同的应用，和/或经过进一步功能化以适应特定应用。

还原石墨烯氧化物血小板与二氮盐的共价功能化。转载自参考文献2。

石墨烯片的功能化化学包括与亲水或疏水底物兼容的共价和非共价功能化。在石墨烯片非共价功能化情况下，结合分子与石墨烯表面之间的力较弱，因此共价功能化在这方面无疑更优。利用羟基、羧基和环氧基的丰富化学特性，GO常被选为有机基团表面共价结合的起始材料，例如卟啉、邻苯二氮和偶氮苯已共价附着于石墨烯表面，展现出非常有趣的光电子特性。

被誉为“奇迹材料"的石墨烯，有望提升全球许多人的生活质量。Matexcel研究实验室的科学家致力于开发以下领域的石墨烯应用：

• 石墨烯在能源
领域的应用 • 石墨烯在医疗保健中的应用
• 基于石墨烯的纳米复合材料
• 纳米技术
中形状可控3D石墨烯的合成 • 碳纳米芯片与纳米结构
• 能源与储存领域的石墨烯纳米