石墨烯是碳原子的二維陣列，對于各種應用顯示出巨大希望，但是對于許多建議的用途，材料需要可能是昂貴的并且難以可預測地應用的處理?，F在，麻省理工學(xué)院和加州大學(xué)伯克利分校的一個(gè)研究小組發(fā)現了一個(gè)簡(jiǎn)單，廉價(jià)的治療，可能有助于釋放材料的潛力。

這種新方法在本周出版的自然化學(xué)雜志上發(fā)表的論文中有所描述，由麻省理工學(xué)院博士生Priyank Kumar和Neelkanth Bardhan，麻省理工學(xué)院教授Jeffrey Grossman和Angela Belcher和另外兩人在伯克利合作?！拔覀儗κ?，氧化石墨烯和其他二維材料非常感興趣，可用于太陽(yáng)能電池，熱電裝置和水過(guò)濾等許多其他應用”，Grossman，Carl Richard Soderberg副教授的電力工程。

雖然純石墨烯缺乏電子器件所需的一些關(guān)鍵性能，但通過(guò)添加氧原子對其進(jìn)行改性可以提供這些性能，Grossman解釋說(shuō)。 “在石墨烯上有氧原子對于這么多應用非常重要，”Kumar補充說(shuō)。但是目前的方法使氧原子不可預測地分布在石墨烯的表面上，并涉及用苛刻化學(xué)品或在700至900攝氏度的溫度下處理。該團隊的新方法涉及將材料暴露于相對低的溫度，僅僅50至80℃，而不需要額外的化學(xué)處理。 “這是一種溫和的熱方法，”Bardhan說(shuō)，“與已報道的其他方法，熱或化學(xué)方法，這提供了一種相對環(huán)保的方法，沒(méi)有劇烈的化學(xué)處理產(chǎn)生有害的副產(chǎn)品。此外，他說(shuō)，治療可以很容易地大規模應用，使商業(yè)應用更可行。低溫退火工藝改變氧原子的分布，使它們形成簇并在它們之間留下純石墨烯的區域，而不會(huì )對整個(gè)石墨烯結構引入任何障礙，并且最重要的是保持氧含量。

新的處理允許材料的電阻降低四到五個(gè)數量級，這對于電子，催化和傳感應用是重要的。這是氧簇化的結果，其使得富氧區域絕緣，但是使得純石墨烯區域處于導電之間。此外，純石墨烯區域自然具有“量子點(diǎn)”的性質(zhì)，其可以用作高效發(fā)光體以及其它應用。治療也大大增強了材料吸收可見(jiàn)光的能力，團隊說(shuō)。 “Grossman說(shuō)，與未處理的氧化石墨烯相比，它產(chǎn)生了38％的光子收集率的提高，這是一個(gè)重要的改進(jìn)，這對于在許多應用如太陽(yáng)能電池中的應用是重要的。

雖然Grossman的研究小組正在研究石墨烯在太陽(yáng)能電池，熱電裝置，太陽(yáng)能熱能燃料和海水淡化過(guò)濾器中的潛在應用，但Belcher集團正在探索生物應用，如血液中疾病病原體的傳感器，或靶向不溶性藥物到身體的特定區域。Grossman說(shuō)，新的處理方法是“非常令人興奮，因為它為這些應用開(kāi)辟了設計空間。