石墨烯薄膜的案例
石墨烯基散熱薄膜的研究進展
為了提高導熱膜的熱流密度，采用自熔合法制備了一種超厚氧化石墨烯薄膜，該薄膜厚度為亞毫米，其熱傳導率和導電性分別為1224 W/mk和6910 S/cm，在熱管理和電磁干擾屏蔽方面具有廣闊的應用前景。
如表1所示，大多數氧化石墨烯薄膜的平均k值僅為~1300 W/mk，遠低于體石墨的2000 W/mk。由于氧化石墨烯在氧化處理過程中存在固有的結構缺陷。這種非諧波晶格結構可能導致嚴重的聲子散射，從而影響所得氧化石墨烯薄膜的散熱性能。因此，為了恢復石墨烯片的結晶度以保證散熱，需要對氧化石墨烯薄膜進行高達2800℃以上的碳化和石墨化。
表1.用于熱管理的石墨烯基薄膜的最新制備技術。
1.3 石墨烯薄膜
通過機械剝離制備的石墨烯，如球磨、剪切力剝離、超聲波(即液相剝離)、超臨界流體法和新型分層工程剝離，在減少氧化處理引入的缺陷或雜原子方面具有很大的優勢。因此，與氧化石墨烯薄膜相比，石墨烯粉末組裝的石墨烯薄膜也表現出了很好的性能。在圖3(a-e)中，Teng等人通過球磨法制備了高濃度石墨烯漿料。對GF紙進行過濾達到1529 W/mk的高k值。采用木質素磺酸鈉輔助球磨工藝制備了石墨烯納米片，得到的石墨烯薄膜的k達到1324 W/mk。最近，Wu等人提出了一種可規模化生產的石墨烯層壓漿過濾工藝，石墨烯膜的k為975 W/mk。
圖3.(a)采用球磨法和真空過濾法制備石墨烯薄膜，(b, c)石墨烯薄膜的表面和截面形貌。
展開 Baughman：離子鍵和π共軛作用有序交聯的超強高導電可折疊的石墨烯薄膜
石墨烯具有優異的力學和電學性能，其在航空航天以及柔性電子器件領域具有廣泛的應用前景，而制約其實際應用的一個關鍵科學問題在于：如何將微米尺度的石墨烯納米片組裝成高性能宏觀材料。目前，提升宏觀石墨烯薄膜性能的策略主要分為優化石墨烯納米片的品質和石墨烯納米片層之間的有效交聯。第一種策略包括使用大尺寸的氧化石墨烯（Graphene oxide, GO）納米片，調控GO納米片的化學結構等。雖然這些方法在一定程度上可以提升宏觀石墨烯薄膜的性能，但仍遠低于單層石墨烯納米片。相比之下，第二種策略通過石墨烯片層之間的界面交聯作用，可以大幅提升宏觀石墨烯薄膜的性能。然而，界面交聯劑（如聚合物）的加入往往降低了宏觀石墨烯薄膜的電學性能。因此，高強高導電宏觀石墨烯復合薄膜的組裝仍然是該領域的研究難題。
圖1.有序交聯石墨烯薄膜的制備過程及結構示意圖。
近日，北京航空航天大學的程群峰教授提出仿生構筑界面交聯的策略，和美國德克薩斯大學達拉斯分校的Ray H. Baughman教授合作，通過室溫離子鍵和π共軛作用有序交聯如圖1所示，仿生構筑了高強高導電可折疊的宏觀石墨烯薄膜。該有序交聯石墨烯薄膜的拉伸強度和韌性分別達到821.2 MPa和20.2MJ/m3，為無交聯石墨烯薄膜的4和7.5倍（如圖2所示）。值得一提的是，該石墨烯薄膜的拉伸強度可以與成本較高的準各項同性的商用碳纖維復合材料相媲美，并且韌性優于后者。此外，這種有序界面交聯策略也可以有效提升石墨烯納米片的規整取向，從而使石墨烯薄膜的導電性能大幅提升，導電率達到415.8 S/cm，是無交聯石墨烯薄膜的1.9倍。此外，這種石墨烯薄膜具有優異的電磁屏蔽性能，在0.3~12 GHz范圍電磁波段的屏蔽效能約為20 dB，優于無交聯石墨烯薄膜（~14.2 dB）。
展開 《JMCA》石墨烯薄膜改善銅的耐腐蝕性！
石墨烯具有大的比表面積、高的化學惰性以及優異的阻隔性，被認為是已知最薄的防護材料，采用化學氣相沉積（CVD）法制備的石墨烯薄膜可直接用于金屬的腐蝕防護，逐漸成為制備石墨烯防護薄膜最主要的方法。但石墨烯薄膜在制備過程不可避免會引入空位、晶界等結構缺陷，將其長時間暴露在空氣中，腐蝕介質容易通過這些缺陷與基底金屬發生反應，且高導電的石墨烯薄膜將促進界面處的電化學反應進而加速基底金屬的腐蝕。
近期，中國科學院寧波材料技術與工程研究所海洋新材料與應用技術重點實驗室研究員王立平團隊利用CVD技術在多晶銅襯底上成功制備了一系列的氮摻雜石墨烯薄膜，通過調節NH3的氣流量獲得不同氮濃度的氮摻雜石墨烯薄膜。相關結果已經發表在Journal of Materials Chemistry A（2018, 6, 24136-24148）上，并作為期刊的Inside back cover被亮點報道。
同時，研究發現氮摻入石墨烯晶格網絡中會造成薄膜體系的導電率相比于原始石墨烯下降，在大氣長效暴露試驗條件下，低導電的氮摻雜石墨烯薄膜可抑制電子在腐蝕界面的傳輸，降低銅和氮摻雜石墨烯界面處的電化學腐蝕速率，有效延緩腐蝕區域的擴散，表現出更佳的長效腐蝕防護性能（圖1），但該方法仍不能根除薄膜在生長過程中形成的結構缺陷，以及所造成的表面不均勻的腐蝕點。
圖1 氮摻雜石墨烯薄膜的長效腐蝕防護機理
另一方面，六方氮化硼（h-BN）納米片作為一種石墨烯類似物，也具有很好的抗滲透性。王立平團隊通過CVD法在多晶銅襯底上生長出不同層數的h-BN薄膜，由于h-BN自身的絕緣特性，無論是單層或是多層h-BN薄膜，將其包覆在銅襯底表面都表現出優異的大氣長效防護性能。
展開 石墨烯基導熱薄膜的研究進展
本文簡要綜述了石墨烯基薄片及其復合材料的最新研究進展，總結并討論了石墨烯晶粒的橫向尺寸、缺陷，石墨烯基薄片的厚度和密度以及熱處理工藝等影響導熱性能的主要因素，最后，對目前制備高導熱石墨烯薄膜過程中存在的問題和發展趨勢進行了評述，以期為未來石墨烯基熱管理材料性能的提高提供指導。
01
石墨烯基導熱材料
自 2004 年，英國的曼徹斯特大學的Geim 和 Novoselov首次用透明膠帶機械剝離獲得了單層的二維石墨烯，關于石墨烯物理化學性能的研究報道便層出不窮，其優異的導電和導熱性更是獲得越來越多的關注。目前石墨烯基導熱材料的制備方法主要包括化學氣相沉積（CVD）、真空抽濾、涂覆等。本節將總結目前制備石墨烯基導熱材料的主要方法，并分析未來進一步提高性能的主要途徑。
1.1 少層石墨烯導熱薄膜
CVD 因具有可控、高質量生長石墨烯的優點而引起國內外關注，據報道石墨烯薄膜可在多個襯底上生長，如 Fe、Cu 和 Ni、Pt 等。例如美國萊斯大學的 Lou 和佐治亞理工學院 Zhu 等通過 CVD 方法制備了石墨烯，并對其進行了原位納米力學測試，發現斷裂應力大大低于石墨烯的固有強度。
得克薩斯大學奧斯汀分校的 Ruoff 教授等開發了一種 CVD 工藝，能夠在 300 mm 的大尺寸銅膜上生長單層石墨烯。
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Mater.綜述：傳統玻璃表面上的石墨烯CVD生長方法和機理
2、石墨烯在耐高溫玻璃上的生長
2-1 常壓CVD方法
圖2 石墨烯在耐高溫玻璃上的直接APCVD生長
a）硼硅玻璃在石墨烯生長之前（最左側）和之后的照片，CH4流速分別為2和7.5 sccm（Ar / H2：100 / 50 sccm，1000℃，2小時）；
b）在不同類型的耐高溫玻璃上生長的石墨烯的典型拉曼光譜（Ar / H2 / CH4：100/50/ 6.3sccm，在1000℃下2小時）；
c）石英玻璃上生長的石墨烯薄膜的光學透過率光譜，在550nm下的光學透過率為96.3％；
d）玻璃上直接生長的石墨烯薄膜的TEM圖像，其為單層、雙層和三層石墨烯的混合膜；
e）不同生長溫度下，藍寶石玻璃上生長的石墨烯薄膜的拉曼光譜。
圖3 通過混合CVD工藝在玻璃上生長石墨烯
a）氣流限域實驗設計示意圖：將磨砂石英板放置在目標玻璃基板上，形成2-4μm的間隙；
b，c）使用氣流限域CVD（b）和常規APCVD（c）法在生長45分鐘后石英玻璃上石墨烯成核的SEM圖像；
d）使用氣流限域CVD法在石英玻璃上生長的石墨烯的SEM圖像，生長時間為75分鐘。 所有其他生長參數保持相同（≈1040°C，Ar / H2 / CH4：150/30/10 sccm），比例尺：2 μm；
e）通過氣流限域CVD法在石英玻璃上生長的石墨烯薄膜的光學顯微圖像（在轉移到SiO2 / Si襯底上之后）。比例尺：10μm；
f）使用氣流限域CVD法獲得的石墨烯玻璃的拉曼光譜。
展開 ：噴墨印刷制備大面積柔性少層石墨烯熱電材料
所利用的石墨烯來源于通過超聲輔助液相剝落（UALPE）剝離的塊狀石墨。用該方法制備的石墨烯薄膜表現出類似于少層石墨烯的電子傳輸性能，但卻具備來源于無序納米結構的玻璃態導熱性能。結果表明，薄膜的熱電性能不僅超過了以前關于全石墨烯材料的報道，而且還與通過更復雜的合成方案生產的先進石墨烯-導電聚合物納米復合材料的熱電性能相當。
50-600nm厚度的高遷移率、柔性大面積石墨烯薄膜
50-600nm厚度的高遷移率、柔性大面積石墨烯薄膜
50-600nm厚度的高遷移率、柔性大面積石墨烯薄膜
來源 | Nano-Micro Letters 原文 | https://doi.org/10.1007/s40820-023-01032-6 01 背景介紹 石墨烯納米膜是石墨烯的體相形態之一，其繼承了單層石墨烯的原子結構和電子、聲子行為特征，同時具有寬的作用截面、長的載流子弛豫時間，是良好的熱學、電學以及光電研究平臺。目前，石墨烯納米膜的可控制備尚未實現。本文以氧化石墨烯(GO，杭州高稀科技)/聚丙烯腈(PAN)復合薄膜為前驅體，利用基底替換和協同石墨化策略，制備了大面積、密堆積的組裝石墨烯納米膜(nMAG)(橫向尺寸，20cm；厚度范圍，50-600 nm)。nMAG具有良好的電學性能：載流子遷移率，1540 cm2V?1 s?1；電導率，2.04 MS m?1；載流子壽命4.7 ps。將其應用于電磁屏蔽，nMAG的高電導率降低了其最低商用厚度(100 nm，20 dB)；將其應用于紅外探測，nMAG的強光致熱發射效應將石墨烯/硅二極管的響應波長從1.5 μm擴展到了4 μm。此外，作者將nMAG(200 nm)和聚乙烯醇(PVA)層層組裝成10 μm厚的石墨烯膜，通過PVA的分解構建nMAG氣體逸散通道，抑制氣囊的產生、降低組裝石墨烯厚膜的褶皺密度，進而提升薄膜導電、導熱能力。 展到了4 μm。此外，作者將nMAG(200 nm)和聚乙烯醇(PVA)層層組裝成10 μm厚的石墨烯膜，通過PVA的分解構建nMAG氣體逸散通道，抑制氣囊的產生、降低組裝石墨烯厚膜的褶皺密度，進而提升薄膜導電、導熱能力。 02 成果掠影 浙江大學高超課題組以氧化石墨烯(GO，28 μm，杭州高稀科技)/聚丙烯腈(PAN)薄膜為前驅體，利用基底替換和協同石墨化策略，制備了大尺寸和緊密堆疊的組裝石墨烯納米膜(nMAG，橫向尺寸20 cm，厚度范圍50-600 nm)。
展開 用于高性能電磁屏蔽和熱管理的石墨烯/MXene復合材料
該文提出結合三維多孔石墨烯薄膜和MXene納米片的優點，通過真空輔助過濾的方法，將MXene納米片與三維多孔石墨烯薄膜襯底集成，制備出具有獨特結構特征、優異柔韌性和優異電磁干擾屏蔽能力的柔性石墨烯/MXene (G/M)復合薄膜。本研究中提出的石墨烯/石墨烯復合薄膜直接使用3D互連多孔石墨烯薄膜和MXene水性分散體作為起始材料進行組裝，無需進一步的熱處理。得益于MXene層的褶皺結構和石墨烯膜的互連多孔網絡的協同效應，所獲得的G/M復合薄膜具有更高的柔韌性，并具有高達96.3 dB的高EMI SE，優于迄今為止報道的大多數類似厚度的屏蔽材料。此外，聚合物修飾的G/M復合薄膜在低驅動電壓下表現出高效的電熱轉換能力。這些柔性G/M復合薄膜具有優異的電磁干擾屏蔽和焦耳加熱綜合功能，有望應用于下一代微型化柔性電子產品。研究成果以“Flexible Graphene/MXene Composite Thin Films for High Performance Electromagnetic Interference Shielding and Joule Heating”為題發表于《ACS Applied Nano Materials》。
03
圖文導讀
圖1..(a)制備G/M復合薄膜的示意圖。(b)不同彎曲角度下G/M復合薄膜的數碼照片。G/M薄膜在1.7 cm彎曲半徑下的重復彎曲循環:(c)第1次，(d)第1000次，(e)第2000次，(f)第3000次。(d)、(e)、(f)插圖為相應彎曲周期后的G/M薄膜放大圖。
圖2.MXene、多孔石墨烯薄膜和G/M復合薄膜的形貌和微觀結構。
圖3.
展開 綜述熱管理材料—石墨烯
Wu等人利用Cu納米顆粒包覆石墨烯片，在50℃下制備了導熱系數高達1912 W/(mK)的復合薄膜。模擬結果表明，石墨烯/Cu復合薄膜比Cu和石墨烯薄膜具有更高效的熱傳遞能力。Wai等人開發了一種簡便的機械解理方法來合成石墨烯納米片和石墨烯納米片/Cu (GN/Cu)復合薄膜。由這種GN/Cu復合薄膜制成的散熱器的導熱系數高達2142 W/(mK)，與石墨烯片散熱器相比增加了26%。Lu等人在鋁散熱器上涂覆了1900nm的石墨烯片，在1.8 W/cm的熱通量下，與未涂覆的散熱器相比，溫度降低了7°C。石墨烯/石墨基散熱器能夠控制不同方向的導熱系數，這為優先傳熱提供了可能。
2.3 石墨烯纖維
與石墨烯薄膜類似，石墨烯纖維是由還原氧化石墨烯片的互鎖層組成的宏觀組裝結構。到目前為止，人們主要研究它們的機械和電氣性能，用于取代碳纖維和在智能紡織品中的應用。然而，它們在熱應用中也有很大的應用前景。氧化石墨烯(GO)纖維可以通過將液晶氧化石墨烯分散體放入混凝劑中通過濕紡來制備。然后將組裝好的氧化石墨烯纖維還原成石墨烯纖維，并可能進行退火。該工藝在氧化石墨烯分散、混凝液體、紡絲設置、還原過程和退火過程中都有過多的參數，這使得石墨烯纖維性能具有非常高的可變性，并且有可能進一步優化性能。濕紡絲制造路線具有高度可擴展性，每個噴嘴的紡絲速度可能達到每小時數公里，這為大規模應用于聚合物基質中的填料或柔性電子或紡織品中的獨立結構提供了可能性。針對這些應用，Li等人展示了一種由熔融石墨烯纖維制成的柔性多孔無紡布，其面內導熱系數為301.5 W/(mK)，密度為0.22 g/cm3，如圖8所示。
展開 基于碳納米管和石墨烯的柔性超級電容器設計
具有三維結構的陣列也可以根據需求擠壓或者紡織形成導電性良好的碳納米管薄膜或碳納米管纖維，進一步增加其應用范圍。
圖2. 碳納米管陣列材料及其電容性能測試
其他結構的碳納米管柔性超級電容器
除了薄膜和陣列結構以外，包括碳納米管網絡，三維碳納米管海綿，碳納米管紗等一系列不同結構都被合成并應用于柔性超級電容器中，由于這些結構兼具高導電性和大比表面積，通常作為基底來負載其他活性材料。
【基于石墨烯材料的柔性超級電容器】
石墨烯具有優異的電學、力學和熱學性能，然而石墨烯片層之間的堆疊和團聚嚴重影響了石墨烯的性能，限制了其在柔性超級電容器方面的應用。合成不同形貌和結構的石墨烯是制備柔性石墨烯電極材料的關鍵。
基于石墨烯纖維的柔性超級電容器
石墨烯纖維可以通過水熱，濕紡，自組裝等方法合成。由于其良好的力學性質和導電性，石墨烯纖維可以紡入其他編織物，在可穿戴織物方面具有很大的應用潛力。
圖3. 紡入織物的石墨烯纖維超級電容器
基于石墨烯薄膜的柔性超級電容器
石墨烯薄膜可以通過真空抽濾、滴涂、層層自組裝等方法合成。雖然石墨烯薄膜具有高導電性和良好的柔韌性，但石墨烯片層間的團聚不僅降低了其表面積，還影響了電解質離子的傳輸，所以石墨烯薄膜在應用中通常會加入間隔材料例如碳黑、碳納米管、表面活性劑等。間隔材料的加入往往能大幅度提高材料的電容性能。
圖4. 加入間隔材料的石墨烯薄膜
基于三維石墨烯框架結構的柔性超級電容器
一維石墨烯纖維和二維石墨烯薄膜都展現出了優秀的電化學性能。但是，在維持結構穩定性和容量穩定性的基礎上提高活性物質負載量仍是一個挑戰。三維石墨烯框架結構擁有較好的導電性和潤濕性。同時，也具有更高的活性物質負載量，有利于提高柔性電容器的能量密度。
展開 具有優異的柔性和熱管理性能的石墨烯薄膜
石墨烯(Gr)是一種最有前途的二維(2D)納米材料，具有極高的導熱系數(5300 W/（mK）)，優異的柔韌性。然而，由于Gr的分散性差和Gr片間熱阻高，Gr膜的導熱系數明顯低于單層Gr。因此，在考慮降低熱阻的同時，應努力改善Gr片材在懸浮液中的分散，促進其在膜中的取向。
為了獲得高導熱的柔性Gr薄膜，提高Gr的分散性至關重要。芳綸納米纖維(ANFs)、明膠、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)被用作Gr分散體的分散劑，PVP中親水性(-CONH)和疏水性(-CH)基團的存在加速了Gr的分散，導致真空過濾后形成致密的高導熱石墨烯薄膜。然而，PVP的導熱系數低得多，這將略微降低石墨烯薄膜的導熱系數。因此如何通過PVP提高Gr的分散性而不惡化導熱性的材料制備技術是非常重要的。
02
成果掠影
近期，中國科學院大學李江濤團隊通過真空輔助過濾策略提出了高導熱和柔性石墨烯(Gr)薄膜。在真空剪切力和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的分散作用的驅動下，由于氫鍵(h -鍵)的作用，石墨烯片層呈層狀堆疊。高度層合的Gr/PVP薄膜(GPVP-F)表現出81.2 W/（mK）的高面內導熱系數和5.1 W/（mK）的垂直平面導熱系數。在實際應用中，GPVP-F作為柔性TIM使用時，使發光二極管(LED)芯片溫度降低4.3°C(從46.1°C降至41.8°C)，對于室溫器件(< 50°C)的冷卻效果處于先進水平。此外，GPVP-F即使在100°C下仍具有優異的導熱性(68.1 W/（mK）)，并且經過10次加熱冷卻循環后仍具有出色的穩定性。更重要的是，出色的靈活性確保了GPVP-F能夠應用于不規則形狀的設備。以上結果使GPVP-F在電子器件熱管理方面具有廣闊的應用前景。
展開 
哈爾濱工業大學鐘晶課題組報道石墨烯基宏觀體構建與制備新進展
針對石墨烯難以大規模有效定向與致密組裝問題，鐘晶課題組與中科院金屬研究所先進碳材料部合作，利用流體力學的基本原理，首次提出利用離心澆鑄法在旋轉過程中產生的離心力與剪切應力實現二維材料的高效大規模的高度定向及致密組裝，實現了對石墨烯薄膜以及石墨烯復合材料的高效制備，并展現出極為優越的性能（石墨烯薄膜的強度達到600 MPa）。該方法具有很強的通用性，可推廣至氮化硼薄膜、二硫化鉬薄膜以及異質結的高效制備。
文章鏈接：
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.8b05183
https://www.nature.com/articles/s41467-018-05723-2
來源：哈爾濱工業大學新聞網
展開 石墨烯在液體表面的可控生長
圖12 基于液態金屬的均勻石墨烯的滑移轉移方法
a）均勻石墨烯的滑移轉移方法的示意圖；
b）滑移轉移設備的照片；
c）轉移得到的單層石墨烯薄膜的OM圖像。
TEM圖像：d）使用傳統的PMMA輔助方法轉移和e）使用滑移轉移法獲得的單層石墨烯。
AFM圖像：d）使用傳統的PMMA輔助方法轉移和e）使用滑移轉移法獲得的單層石墨烯；
h）轉移到柔韌透明的EVA塑料上的大面積石墨烯薄膜的照片，并證明其具有良好的導電性。拉曼的mapping圖表明轉移的石墨烯的均勻性。
圖13 液態金屬輔助的石墨烯直接生長
a）Cu蒸氣輔助的石墨烯在SiO2/Si基底上直接生長的示意圖；
b）Cu箔和SiO2/Si基底的放置方式；
c）直接生長得到的石墨烯薄膜的光學圖像；
d）Cu 2p的XPS光譜，其中沒有出現明顯的信號峰；
e）Ga蒸氣輔助的石墨烯直接生長的示意圖；
f）生長得到的均勻石墨烯薄膜的光學圖像；
g）生長得到的均勻石墨烯薄膜的高分辨率TEM圖像；
h）基于直接生長的石墨烯和轉移后的石墨烯所構筑的除霧器的電阻隨時間的變化關系。
【結論和展望】
本文著重介紹了石墨烯在液體表面的可控生長。由于獨特的催化生長和蝕刻行為，研究者能夠在液態表面獲得具有均勻單層、可控形貌和多級結構等特征的石墨烯晶體。1）液體光滑的表面能夠抑制不均勻的成核和非平衡的偏析，從而實現均勻的單層石墨烯的生長。該法還具有獲得大尺寸石墨烯單晶的潛能，盡管相關工作仍未得到充分研究。2）石墨烯制備中的另一個挑戰是具有電場可調節帶隙的伯納爾堆垛的石墨烯晶體的可控生長。
展開 【杜巴在線知識小講座】石墨烯如何生產？淺析?石墨烯生產方法
石墨烯如何生產？石墨烯的生產制備方法有機械剝離法、化學氣相沉積法（CVD）、氧化-還原法、溶劑剝離法、溶劑熱法、高溫還原、光照還原、外延晶體生長法、微波法、電弧法、電化學法等。前四種最為常用，下面進一步介紹這四種石墨烯生產方法。
機械剝離法
當年Geim研究組就是利用3M的膠帶手工制備出了石墨烯的，但是這種方法產率極低而且得到的石墨烯尺寸很小，該方法顯然并不具備工業化生產的可能性。
化學氣相沉積法（CVD）
化學氣相沉積法主要用于制備石墨烯薄膜，高溫下甲烷等氣體在金屬襯底（Cu箔）表面催化裂解沉積然后形成石墨烯。CVD法的優點在于可以生長大面積、高質量、均勻性好的石墨烯薄膜，但缺點是成本高工藝復雜存在轉移的難題，而且生長出來的一般都是多晶。
氧化-還原法
氧化-還原法是指將天然石墨與強酸和強氧化性物質反應生成氧化石墨（GO），經過超聲分散制備成氧化石墨烯，然后加入還原劑去除氧化石墨表面的含氧基團后得到石墨烯。氧化-還原法制備成本較低容易實現，成為生產石墨烯的最主流方法。但是該方法所產生的廢液對環境污染比較嚴重，所制備的石墨烯一般都是多層石墨烯或者石墨微晶而非嚴格意義上的石墨烯，并且產品存在缺陷而導致石墨烯部分電學和力學性能損失。
溶劑剝離法
溶劑剝離法的原理是將少量的石墨分散于溶劑中形成低濃度的分散液，利用超聲波的作用破壞石墨層間的范德華力，溶劑插入石墨層間，進行層層剝離而制備出石墨烯。此方法不會像氧化-還原法那樣破壞石墨烯的結構，可以制備高質量的石墨烯。缺點是成本較高并且產率很低，工業化生產比較困難。
石墨烯的生產會越來越好
目前市場上好多廠家生產的石墨烯，石墨片層數目不等，表面存在大量的缺陷和官能團，無論是導電性、導熱性還是機械性都跟獲得諾貝爾獎的石墨烯是兩回事。
展開 晶圓級石墨薄膜制備及表征面臨的挑戰與顛覆性解決方案！
導讀
二維原子晶體石墨烯，集高遷移率、高熱導率、優異的機械強度于一身，在電子學、光子學與光電子學等眾多領域具有巨大的應用前景。如高品質石墨烯晶圓可作為下一代微納電子器件的關鍵組件，有望如同二十世紀六十年代興起的硅晶圓一樣，為電子學領域帶來重大突破。鑒于此，如何制備大面積高質量的石墨烯薄膜以及如何準確且可重復的表征其電學性質顯得尤為重要。
關鍵挑戰
化學氣相沉積（CVD）法作為最具備發展潛力的高質量石墨烯制備方法之一，近年來在晶圓尺寸石墨烯薄膜制備方面取得了一系列進展。近期，北京大學劉忠范院士課題組與蘇州大學能源學院孫靖宇教授課題組近期在Small上發表題為“Controllable Synthesis of Wafer-Scale Graphene Films: Challenges, Status, and Perspectives”的綜述論文[1]，總結了目前CVD法制備晶圓尺寸石墨烯的最新進展，強調了化學反應動力學與氣相流體動力學對石墨烯生長基元步驟與批量化制備的影響，并對晶圓級尺寸石墨烯制備領域今后的重點研究方向進行了展望。
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