水溶性石墨烯作为新型电热材料应用的趋势

    一起，产品石墨烯由于片层间范德华力的效果，易产生片层回叠与聚沉，别的外表能不匹配，导致石墨烯难以分散在水溶液或其他低沸点有机溶剂中，极大影响了石墨烯资料的实际运用。因而，开发绿色、高效、低成本的新方法，使石墨烯更好地分散在水溶液或其他低沸点有机溶液中，是石墨烯资料领域的重要研讨课题。

    石墨烯在未来的开发空间还有很大，对于石墨烯的研讨也从未停止过，近段时刻，石墨烯研讨团队又有了新的发现。

    石墨烯资料由于其极佳的物理化学性能（室温下载流子迁移率高达15000 cm2/V•s，高热导率：5000 W/m•K，杨氏模量：350 N/m等），被广泛运用于锂离子电池、传感、储能资料以及生物医药等许多领域。因而，石墨烯资料的低成本规模化的制备与有用分散是完成这些运用的前提，也成为科学研讨的重要课题。现在，运用廉价的石墨作为质料，经过石墨层间插层和剥离可批量化制备石墨烯资料，仍存在产率低、制备体系不环保、安全性差等问题。

    近来，中国科学院上海微系统与信息技术研讨所石墨烯粉体资料研讨团队丁古巧、何朋等科研人员，在水溶性石墨烯资料制备方面取得发展：根据立异的电化学技术和超声辅佐分散机制，在NaOH与PTA混合电解液体系中完成了少层高浓度水溶性石墨烯的制备，相关研讨成果在线宣布在Green Chemistry上。

    在这一体系中，研讨人员经过控制电化学进程，使PTA分出并吸附于石墨电极，促进石墨充沛氧化和逐层剥离，随后辅以超声处理进一步提高产率，完成了高产率（87.3%）、高固含量（8.2 g/L）以及高稳定性（8个月以上）的少层微米尺寸水溶性石墨烯的制备，相对于已有研讨报导具有明显优势。一起，由于电化学阳极分子吸附保护机制，完成了产品片层sp2结构的保留，制备成膜后，经较低温度热复原便可获得较高的电导率（9517 S/m），运用潜力巨大。进一步的机理研讨清晰了不同于以往插层、氧化、膨胀、剥离的电化学机制，逐层剥离和深入氧化的电化学新机制克服了传统电化学方法剥离不完全导致的产品层数多、质量低、分散性差等问题。

    一起，进一步的研讨确定了超声在不同环境、不同处理时刻及不同前驱体条件下的效果，对后续研讨中的工艺改善具有重要指导意义。所制得的水溶性石墨烯极易成膜，在电热方面表现出低电压、高速升温和温度一致性好等优点，有望作为新型电热资料推广运用。