德国化学家发现制造无缺陷石墨烯的方法

（原标题：制造无缺陷的石墨烯）

德国化学家找到了一种廉价生产无缺陷石墨烯的方法。

石墨烯是前景最被人看好的新材料之一。但是全世界的研究人员依然在寻找制造无缺陷石墨烯的低成本方法。

德国埃尔朗根-纽伦堡大学（FAU）的化学家率先成功地用石墨生产出了无缺陷石墨烯。他们的这项研究最近发表在《自然通讯》（Nature Communications）上。

石墨烯是一种由单层碳原子构成的二维材料。它的导电性和导热性都非常好，而且是透明的，具有柔性，但强度又十分大。石墨烯的独特性质使得它可以用在许多精尖科技中，比如用于制造柔性显示器的透明电极。

但是，目前的石墨烯制造技术，在产品的大小、面积和瑕疵（影响导电性）等方面都有待改良，因此半导体工业暂时还未真正应用石墨烯。一支由Andreas Hirsch教授领导的FAU研究团队最近在减少石墨烯的瑕疵这方面实现了突破。

利用添加剂苯甲腈，他们发现了一种直接用溶液制造无缺陷的石墨烯的方法。这种方法制造出的石墨烯能够无缺陷地切割，也可以通过设定载流子的数量获得特定电学性质。用这种方法生产出来的石墨烯的质量比以往任何方法都要高得多。此外，这项技术效率很高，成本低廉。

有一种常用的石墨烯传统制造方法是石墨的化学剥脱。这种方法要将金属离子嵌套在石墨（由碳构成）中，形成插层化合物。之后再用溶剂把单层碳原子，也就是石墨烯分离下来。

然后把稳定后的石墨烯从溶剂中分离出来。但在这个过程中，由于晶格中碳原子的水合或氧化作用，最终得到的石墨烯可能出现缺陷。FAU的研究人员发现了一种溶液可以解决这个问题。他们在这种溶液中添加了苯甲腈，从而让石墨烯能够在不产生多余的官能团的情况下被分离出来，因此得到的石墨烯是无缺陷的。

“这个发现对于还原石墨烯合成领域的专家来说具有突破意义，”Hirsch 教授表示，“根据这项发现，我们预计用湿化学剥脱法制造的石墨烯的方法会取得巨大进步。比如，可以为半导体和感应器技术切割无缺陷的石墨烯。”

FAU 的研究人员设计的方法还具有另一项优势：在反应中，还原后的苯甲腈分子只要不接触氧气或水，它就会变成红色。根据变色，研究人员就能很容易地用吸收测量法对载流子进行计数。之前，只能通过测量电压来计算载流子数量。这意味着，石墨烯和电池研究人员现在有了测量充电状态的新方法。