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十送红军

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[交流] 【交流讨论帖】石墨烯的研究

发这个帖的目的，是想跟版上的各位专家交流交流石墨烯的研究，活跃活跃版面气氛。本人以前曾关注过石墨烯，但是目前已跳出这个水坑。下面一些话属于胡言乱语，因此不加参考文献了。请各位专家多指点，也欢迎就以下几个话题发表看法。

【话题1】石墨烯为什么会火？为什么能火？
石墨烯领域的开山之作是04年前后的工作，几年以后，国内开始大规模跟进。大约从08和09年开始，关于石墨烯的国家自然科学基金数目突然暴增。在08年之前，国内已有少数课题组开始关注石墨烯，并做了很好的工作。当时我跟一些老师交流过，很多老师都持怀疑态度，主要的疑问有：虽然这玩意的性质确实奇特，但是单原子层如何能稳定存在？石墨烯的边缘如何控制？另外当时主要用剥离法做石墨烯，很多人对石墨烯的制备不乐观。石墨烯能火起来，化学家功不可没。石墨烯研究的一个重要推动力是从氧化石墨制备石墨烯方法的建立。不需要特殊的仪器和复杂的操作，基本是中学化学实验的难度，用强氧化剂把石墨氧化，再剥离和还原就能得到石墨烯，并且其产量可以轻松达到克量级。此法一出，地球人就已经不能阻止石墨烯了。石墨烯火起来一个不可忽略的历史背景，是碳纳米管的逐渐没落。十几年的研究，并没有实现碳纳米管发现之初人们的预期，尤其是在半导体器件领域的应用。石墨烯的出现，犹如暗夜里一道亮光，使人们又看到了碳纳米材料的希望。

【话题2】石墨烯养活了多少人？
在过去几年，石墨烯领域几个比较重要的分支包括：石墨烯的制备，复合材料，器件，以及理论研究。其中石墨烯的制备和复合材料的门槛较低，因而尤其火爆。研究最彻底，不留一点死角的，是如何从氧化石墨烯变成石墨烯。除了最开始用的肼和硼氢化钠，后面又陆续开发出了各种还原方法。你能想到的各种还原剂和各种还原的方法，都可以去试试，如果能把氧化石墨烯还原，那恭喜你，又是一个新发现。当然，后面发现的还原方法，其效果并不一定比肼和硼氢化钠好。比石墨烯的制备更火爆的，是石墨烯复合材料的研究，因为可以复合的材料实在是太多了，从高分子，到无机半导体和金属，无一幸免。把你能想到的高分子和石墨烯复合，看看力学和电学性质是不是提高了；把你能想到的锂离子电池电极材料和石墨烯复合，看看电化学性能是不是提高了；把你能想到的超级电容器电极材料和石墨烯复合，看看电化学性能是不是提高了；把你能想到的催化剂和石墨烯复合，看看催化效果是不是变好了；把你在文献里看到的碳纳米管复合材料中的碳纳米管换成石墨烯，看看效果怎么样……一篇又一篇的论文诞生了。苦海无边。

与十年前相比，如今碳纳米管的研究已失去了当时的生猛势头。虽然不可否认的是，还有一些课题组仍然不断的在报道碳纳米管的研究成果，而且是很扎实很漂亮的工作，但大部分做碳纳米管的研究组已经进展乏力。很自然的，很多以前做碳纳米管的研究组把很大的精力转向了石墨烯。由于石墨烯和碳纳米管研究方法的类似，新结果的产出速度非常快，因而石墨烯比当年的碳纳米管更加来势汹汹。

【话题3】石墨烯或石墨烯纳米带的可控制备能可控到什么程度？
石墨烯的制备方法有很多种，个人认为最重要的应该是化学气相沉积（CVD）法。CVD法的建立使真正意义上的石墨烯（与还原的氧化石墨烯相比）走进了千家万户，使大面积高质量单层石墨烯的广泛研究成为可能。因此CVD法的建立应该是石墨烯发展史上最重要的一个里程碑。在大家都用氧化石墨做石墨烯的时候，相信很多人都有过这个疑问——能不能像长碳管一样用CVD制备石墨烯？估计这其中相当一部分人只是让这个念头闪了一下，然后认为不太可能。

（此部分未完待续）

【话题4】石墨烯的研究对化学学科和物理学科的贡献是什么？
（此部分未完待续）

【话题5】石墨烯最可能在哪个领域实现应用？
（此部分未完待续）

【话题6】石墨烯与碳纳米管到底谁好？
（此部分未完待续）

[ Last edited by 十送红军 on 2012-7-3 at 23:23 ]

这个帖子不能编辑了啊

[ Last edited by 十送红军 on 2012-7-13 at 16:10 ]

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