復(fù)旦大學(xué)聚合物分子工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室盧紅斌課題組與新加坡國立大學(xué)化學(xué)系羅健平課題組合作，通過在石墨烯表面引入極少量可電離含氧官能團(tuán)，實(shí)現(xiàn)了高質(zhì)量石墨烯在水相中的高效率制備，對加速石墨烯大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用起到重要推動作用。相關(guān)成果日前在線發(fā)表于《自然—通訊》。

石墨烯是重要的戰(zhàn)略新興材料。然而，如何實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量石墨烯的高效率、規(guī)模化制備一直是制約其大規(guī)模應(yīng)用的關(guān)鍵難題。

研究人員采用一種非穩(wěn)定分散的策略，實(shí)現(xiàn)了在極高濃度下的快速、高產(chǎn)率剝離，剝離產(chǎn)物90%以上為單層石墨烯，且晶格缺陷少、薄膜電導(dǎo)率甚至可達(dá)2.5×104S/m。剝離過程中，由于表面雙電層被壓縮，石墨烯以絮凝方式析出形成沉淀，后者即使?jié)饪s至固含量為23wt%的濾餅室溫儲存一月后，仍可再次分散于水溶液中形成均勻穩(wěn)定的石墨烯懸浮液，從而有效解決了石墨烯規(guī)?；瘧?yīng)用中的儲存和運(yùn)輸問題。同時(shí)，該方法制備的石墨烯水相漿料表現(xiàn)出了良好的流變特性，可直接通過3D打印制備各種形狀的石墨烯氣凝膠，從而為石墨烯在儲能、環(huán)境治理、多功能復(fù)合材料等領(lǐng)域的應(yīng)用開辟了新途徑。