石墨烯的制备、功能化及应用

宗路艳, 常 旭, 吴惠霞, 杨仕平

(上海师范大学 生命与环境科学学院,上海 200234)

石墨烯的制备、功能化及应用

宗路艳, 常 旭, 吴惠霞, 杨仕平

(上海师范大学 生命与环境科学学院,上海 200234)

石墨烯自发现以来,以其独特的结构和优越的性能,吸引了物理、化学、材料学等各领域的关注,成为当前研究热点之一.介绍了石墨烯的制备方法,并比较各种方法的优劣性.探讨了石墨烯的共价和非共价功能化方法.评述了石墨烯在生物医学及其他领域中的应用.

石墨烯; 制备; 功能化; 应用

0 引 言

2004年,英国曼切斯特大学Geim研究小组[1]用机械剥离法成功制备出石墨烯,在此之前,石墨烯一直被认为是不稳定的,不能单独存在的物质.石墨烯是碳原子以sp2杂化连接形成的单原子层的新型二维蜂巢状晶体,它可以包裹起来形成零维的富勒烯,又可以卷起来形成一维的纳米碳管或者三维的石墨,是构成其他石墨材料的基本单元[2].单层石墨烯的厚度仅为0.35 nm,是目前世界上最薄的二维材料[3].石墨烯还兼有石墨和碳纳米管的一些特性,如高强度和高热导性.单层原子的石墨烯几乎呈现透明状态,对光的吸收率仅为2.3%.高的导电性和透光率使石墨烯在透明电极、触摸屏、液晶显示器、有机太阳能电池、有机发光二极管等方面具有很大的应用潜力.特殊的电学特性使石墨烯在弹道运输晶体管、场发射器、集成电路、透明电极、传感器等方面得到了广泛的应用[4].

本文介绍了几种常……