石墨烯制備的案例
【行業說】中國成功突破200mm×200mm大尺寸石墨烯膜量產
CVD技術制備石墨烯的路走通了，整個團隊還沉浸在成功的喜悅中。
就在大家都以為可以去開慶功宴的時候，何利民博士卻向團隊成員提出了新的要求：“石墨烯膜是做出來了，但是現在很多高校和團隊的實驗室都可以做，我們接下來要做的，是做他們沒有做過的，我們要做大尺寸、高質量、工程化的石墨烯生產！只有這樣，石墨烯材料才能真正邁出走向應用的關鍵一步！”
何利民堅定又樸實的語言，無疑給大家打了一劑強心針。
如果說利用CVD法制備石墨烯是一個難點，那么，把微觀的石墨烯做宏觀，更是難上加難。工藝如何控制？模具怎么設計？大片的膜能否連續生長？大尺寸石墨烯能否完整轉移……這都是擺在何利民和他的團隊面前的難題。為了解決這些問題，每一次生產過程，他都在現場記錄參數，整個生產過程都守在設備邊觀察。一個小小的參數改變，他都會反復推敲，用各項試驗驗證。
多少個日夜、無數次試驗過去了，卻始終不能解決大片連續生長的問題，團隊成員漸漸有些灰心。作為團隊的核心及領導者，何利民一次又一次給大家打氣鼓勵，并大量查看文獻，向業內資深人士請教學習，開拓新的試驗思路，設計新的試驗方案。
終于在2012年底，團隊傳來了令人激動的喜訊：200mm×200mm大尺寸的石墨烯膜終于成功制備出來了！各項性能檢測結果均優異！
這次尺寸上的突破，標志著石墨烯膜工程化制備的開端，是石墨烯材料發展史上濃妝重抹的一筆！這次試驗的成功更加堅定了何利民博士工程化制備石墨烯膜的決心和信念。他相信，低成本，大規模石墨烯膜制備不是夢，而是石墨烯材料投入應用的重要一環，具有巨大的市場效益和社會效益！
展開 浙大高超教授團隊《Nano Letters》：流變學調控助力實現高性能石墨烯纖維材料宏量制備
復合體系高拉伸流動性
并且由于在復合體系中聚合物只占30%， 在經過熱處理之后即可得到的純石墨烯纖維。SEM、XRD、TEM以及Raman等表征手段證明所得到的純石墨烯纖維確實保留和未添加聚合物石墨烯纖維接近的結構連續性、片層完整性以及結晶性， 使得通過吹紡制備的石墨烯纖維具有高達1.3×105 S m-1的優異導電性。
圖3. 吹紡石墨烯纖維結構完整性，宏觀連續性和高導電性
通過高速吹紡可以連續制備石墨烯纖維無紡布，與碳化樹脂復合之后可得到多孔石墨烯碳紙，能夠用于電極材料。相比于傳統碳纖維多孔碳紙，石墨烯纖維碳紙展現出高導電、高導熱、高透氣性以及高柔性等全方面性能優勢，是一種優異的燃電池氣體擴散層材料。目前國內碳纖維紙主要由日本東麗公司所壟斷，石墨烯纖維碳紙有望打破國外長久壟斷的局面。
圖4. 石墨烯纖維多孔碳紙制備和性能優勢
除此之外，通過引入超高分子量聚合物調控流變性能的方法還可以擴展至其他一維和二維納米材料，從而快速吹紡制備各種納米纖維材料，包括納米纖維素、碳納米管、二硫化鉬以及MXene等。
圖5. 吹紡制備其他那面纖維類材料
總之，該工作提出了一種通過引入少量超高分子量調控納米材料溶液流變特性，從而增強其拉伸流動性，并實現高速吹紡制備纖維類材料的新方法。通過吹紡能夠使得石墨烯纖維的紡絲速度達到556 m min-1, 比之前濕紡提高了兩個數量級。
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。
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。
展開 
石墨烯在液體表面的可控生長
圖8 各向同性石墨烯單晶在液態Cu上的無縫拼接
a）各向同性石墨烯單晶邊緣結構的STM圖像和模擬的原子結構；
b）基于各向同性石墨烯單晶的平滑拼接組裝行為的示意圖；
c）基于平滑拼接的各向同性石墨烯晶體的FET器件；
d）所得到的結果類似的FET傳輸特性曲線。
圖9 液態Cu上六邊形石墨烯單晶的自組裝陣列
a）自對準石墨烯單晶陣列在液態Cu表面上的生長示意圖；
b）相鄰六邊形石墨烯單晶的邊緣接近模式的示意圖；
c）邊緣平行排列的六邊形石墨烯陣列的SEM圖像；
d）單個石墨烯晶體的分子結構和靜電勢分布圖；
e）靜電相互作用誘導的石墨烯單晶自組裝的過程示意圖；
f）所獲得的超有序石墨烯單晶陣列。
圖10 液態Cu上制備大面積石墨烯單晶陣列
a）液態金屬中Al2O3有序陣列結構的形成機理；
b）生長石墨烯單晶陣列后的Cu基底的光學照片和標記區域的石墨烯單晶陣列的SEM圖像，以及典型的石墨烯拉曼光譜；
c）基于石墨烯單晶陣列的FET器件陣列的SEM圖像；
d）FET器件的Ids–Vg傳輸曲線；
e）31個FET器件的遷移率的統計分布。
圖11 液態Cu上制備石墨烯–六方氮化硼二維核殼結構陣列
a）液態Cu上制備石墨烯–六方氮化硼二維核殼結構陣列的示意圖；
b）獲得的大面積石墨烯–六方氮化硼二維核殼結構陣列的光學照片；
c）有序陣列形成機制示意圖。
展開 石墨烯產業化再加籌碼，中國科學家研發成功環保剝離制備技術！
不斷地這樣操作，于是薄片越來越薄，最后他們得到了僅由一層碳原子構成的薄片，這就是石墨烯。這以后，制備石墨烯的新方法層出不窮，經過5年的發展，人們發現，將石墨烯帶入工業化生產的領域已為時不遠了。
盧紅斌教授給了石墨烯三個“最”：現有材料中厚度最薄，僅0.335納米；強度最高，是鋼的100倍；導熱性最好，比金屬銀還高10倍以上，此外其電子遷移率極高，比硅還高2個數量級。這種新型二維材料，在智能裝備、航空航天、能源儲存和環境治理等諸多領域應用潛力巨大，是重要的戰略新興材料。然而，如何實現高質量石墨烯的高效率、規模化制備一直是制約其大規模應用的關鍵難題。
其實，石墨烯是天然存在于自然界中的，制備的理想解決方案是從天然鱗片石墨出發，將其在特定溶劑液相中剝離成石墨烯。換句話說，由于石墨烯是疏水的，需要在剝離的環境液體中加入大量活性劑，否則難以剝離。常見做法，往往制備1噸石墨烯，需要加入3噸高錳酸鉀等氧化劑，讓其變為氧化石墨烯，剝離后再還原，這一過程中氧化、還原，以及清洗產生的廢水不少，而且也讓石墨烯失去了一些特有的性質。
如何克服這些問題？該課題組研究人員采用一種非穩定分散的策略，通過在石墨烯表面引入極少量的可電離含氧官能團，實現了在極高濃度下的快速、高產率剝離，剝離產物90%以上為單層石墨烯，且晶格缺陷少，從而有效解決了石墨烯規模化應用中的儲存和運輸問題。此外，該方法制備的石墨烯水相漿料表現出了良好的流變特性，可直接通過3D打印制備各種形狀的石墨烯氣凝膠，從而為石墨烯在儲能、環境治理、多功能復合材料等領域的應用開辟了新途徑。
來源：新材料技術前沿
傳播最新最全的材料科學技術，包括金屬材料成形、熱加工、陶瓷冶金，機械加工、粉末冶金、表面處理技術、熱處理、3D打印技術等相關材料科學技術。提供各種材料科學的視頻課程、新技術、專家答疑。
展開 北理工曲良體團隊ACS Nano：重構氧化石墨烯液晶實現石墨烯氣凝膠的大規模制備
【引言】
石墨烯氣凝膠作為近年來最具吸引力的碳材料之一，在儲能轉換、環境修復、高性能傳感器、超輕型阻燃劑、電磁干擾屏蔽、吸聲、高效太陽熱轉換等領域顯示出巨大的潛力。制備超輕石墨烯氣凝膠的方法和工藝，包括化學氣相沉積、溶液冷凍干燥、溶膠-凝膠法、模板介導的溶液組裝和3D打印等。在以往的研究中，溶膠-凝膠法和空氣干燥法被認為是實現超彈性（>90%應變）和超低密度（小于10 mg cm-3）石墨烯氣凝膠的低成本、大規模商業化生產的重要方法。化學還原或交聯驅動的氧化石墨烯（GO）的凝膠化過程是其中的關鍵步驟。液晶（LC）相通常在GO水分散體中自發形成，當不存在特殊控制時，其通常顯示常規的向列相或層狀相。不幸的是，向列相或層狀相GO LCs在微觀上有序，但宏觀上是嚴重無序，尤其是大尺寸（e.g. 米級尺寸），這將嚴重破壞大尺寸樣品石墨烯水凝膠的均勻性和完整性，進一步阻礙了干燥后大塊石墨烯氣凝膠的成功制備。因此，建立適合工業應用的方法制備大尺寸、結構完整的石墨烯氣凝膠仍然是一個重大挑戰。
【成果簡介】
近日，在曲良體教授（通訊作者）團隊的帶領下，北京理工大學與清華大學合作，開發了一種表面活性劑發泡溶膠-凝膠法，通過微泡模板有效地破壞和重建分散體系中的GO LCs，從而獲得大尺寸、結構完整的石墨烯水凝膠塊(GHB)。經過簡單冷凍和風干后，得到的石墨烯氣凝膠塊（GAB）表現出結構完整的尺寸約為1 m2，超彈性高達99％壓縮應變，超低密度2.8 mg cm-3，具有快速的太陽能熱轉換能力。
展開 有機改性氧化石墨烯/尼龍纖維的性能研究
以氧化石墨烯為原料，制備有機改性氧化石墨烯，提高石墨烯的分散穩定性，并將其加入到尼龍粉體中，采用熔融紡絲工藝制備有機改性氧化石墨烯/尼龍纖維。
通過X射線衍射、紅外光譜、掃描電鏡、X射線光電子能譜分析等儀器，分析了石墨烯、氧化石墨烯和有機改性氧化石墨烯的結構、形態和分散性特征，結果表明：由改性的氧化石墨烯原料制備的尼龍纖維，物理性能優異，并具備石墨烯特性，具有抗菌、抗紫外、防螨蟲和遠紅外理療等功能。
隨著社會的發展和人民生活水平的提高，人們對紡織品的需求不僅僅在于保暖、耐用和舒適等傳統要求，而是更加追求功能化。石墨烯是從石墨上剝離出來的，是目前發現的可以穩定存在的最薄的、厚度只有一個原子的二維納米材料。其特殊的結構使其具有優異的物理和化學性能，在材料、生物醫藥等方面都有重要的應用市場。以當前的工藝，純石墨烯纖維無法實現量產化，因此需將石墨烯與其他化學纖維相結合，制備出石墨烯復合纖維。由于石墨烯的存在，復合纖維具有抗菌、防螨、遠紅外發熱和抗紫外等功能。本試驗主要研究了一種有機改性氧化石墨烯/尼龍纖維的制備方法，通過“石墨—石墨烯—氧化石墨烯—有機改性氧化石墨烯”的制備技術，將改性后的氧化石墨烯原料與尼龍樹脂通過熔融紡絲工藝制備出具有良好抗菌、防螨、遠紅外發熱、抗紫外等功能的纖維產品。
實驗過程
1、原
?
料
氧化石墨烯，南通強生石墨烯科技有限公司產；
尼龍切片，中國石油化工股份有限公司產；
十六烷基三甲基氯化銨，山東邦化油脂化學有限公司產。
?
2、有機改性氧化石墨烯的制備
石墨烯經高溫氧化、插層剝離法制得氧化石墨烯，再利用氧化石墨烯表面的含氧基團與十六烷基三甲基氯化銨進行氨基反應制備出有機改性氧化石墨烯。
展開 噴墨打印碳量子點/氧化石墨烯混合墨水制備紙基全固態柔性超級電容器
最近，中國科技大學材料科學與工程學院朱彥武教授課題組在Science China Materials上發表文章，通過噴墨打印碳量子點(CQDs)和氧化石墨烯(GO)組成的混合墨水、采用PVA/H2SO4為凝膠電解質制備了固態柔性超級電容器，并對其性能進行了系統研究。
圖1 碳量子點/氧化石墨烯混合墨水制備紙基全固態柔性超級電容器的性能
本工作通過打印100次混合墨水獲得的超級電容器在100 mV s?1的掃描速率下顯示出~1.0 mF cm?2的比電容, 相比于純GO墨水制備的超級電容器其比電容增加了150%。
通過進一步優化, 基于超級電容器整個裝置(包括紙基、凝膠電解質和活性材料)在0.28 mW cm?3的功率密度下表現出0.078 mW h cm?3的能量密度。 此外， GO薄片具有出色的機械強度， 確保超級電容器具有良好的柔韌性和機械強度， 在彎曲半徑為7.6 mm的條件下彎曲1000次后， 仍保留98%的電容。
這種基于碳基墨水和紙張基材的噴墨打印的技術為低成本、 輕便、 靈活/可穿戴式儲能裝置的大規模制備提供了可能。
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 基于碳納米管和石墨烯的柔性超級電容器設計
【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。水熱、冷凍干燥、化學氣相沉積等方法可以用于合成三維石墨烯材料。
【總結和展望】
碳納米管和石墨烯材料從微納結構上可劃分為一維纖維或紗狀結構、二維薄膜狀、三維陣列或框架結構，不同的結構對其電容性能有顯著影響。近年來，碳納米管和石墨烯材料已被廣泛地應用于柔性超級電容器的構建，取得了迅速的發展。但是，仍存在一些問題和挑戰。例如，三維多孔的石墨烯材料雖具有更大的離子接觸面積和可壓縮性。但是，一維石墨烯纖維通常具有更高的力學強度。
展開 
新研究表明：吐司面包和衣服也能轉化為石墨烯！
導讀
美國萊斯大學科學家曾開發出激光誘導產生的石墨烯（LIG），近日他們改進了這項技術，有望制造出“可食用”的新型電子產品。
背景
石墨烯，是一種具有戰略意義的新材料。從結構上說，它是由單層六角形蜂巢結構組成的碳原子薄片。正由于其結構獨特，所以它具有許多優異的特性，例如：高強度、超輕薄、不透水、導電導熱性好、柔韌性好等等。
石墨烯應用領域非常廣，包括：柔性電子、高效晶體管、新型傳感器、新材料、電池、超級電容、半導體制造、新能源、通信、太赫茲技術、醫療等等。科學家預言，石墨烯極有可能掀起一場席卷全球的顛覆性新技術新產業革命。
（圖片來源：維基百科）
然而，目前來說影響石墨烯大規模生產和工業應用的主要障礙就是制備方法。不過，之前筆者介紹過一些有關石墨烯制備方法的創新成果。
1）歐盟石墨烯旗艦項目和英國劍橋大學石墨烯中心的科研人員一起開發的一種新工藝，它能生產出高質量、高濃度、水基的石墨烯導電油墨。該工藝使用了微流化法的超高剪切力，從石墨中剝離出石墨烯薄片，它能將原始的石墨材料100%轉化為有用的導電油墨片，并且無需離心分離處理，節約了生產油墨的時間。
2）美國堪薩斯州立大學物理學家團隊開發出一種利用“爆炸法”高產量制備石墨烯的途徑，整個工藝主要利用了三種元素：碳氫化合物氣體、氧氣和火花塞。
3）澳大利亞科學家成功研發一種新制備方法，利用大豆作為原料生產出石墨烯，同樣該方法也可將地溝油轉化為石墨烯，既低成本、又環保。
4）韓國科學技術院科學家使用激光誘導單晶碳化硅（SiC）的固態相位分離制作石墨烯，這也表明了激光技術可以分離復雜化合物（SiC），使之成為超薄的碳原子和硅原子。
創新
然而，美國萊斯大學科學家也曾經開發出激光誘導產生的石墨烯（LIG）。
展開 一文專業看懂石墨烯行業
高品質石墨烯粉體？
只有沒有任何缺陷的石墨烯才具備這些完美特性，而實際生產的石墨烯多為多層且存在缺陷。
石墨烯主要有如下幾種生產方法：
·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。
此外，石墨烯的制備方法還有溶劑熱法、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，這些方法都不及上述四種方法普遍。
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 MIT 研究人員新發現：利用石墨烯，制備各種非硅半導體材料
它們似乎與石墨烯層下面的原子層相互作用，就好像中間的石墨烯是隱形的、透明的。結果，石墨烯上層的這些原子就組裝成與底部半導體晶片相同單晶圖案的薄膜，形成了一個精確的“副本”，并且可以很容易地從石墨層上剝離下來。
他們把這項技術稱之為“遠程外延”（remote epitaxy），通過該技術，可利用同一個昂貴的晶片，制備出多個砷化鎵薄膜，利于降低制備成本。
在此之后，研究團隊利用“遠程外延”，嘗試制備價格低廉的硅和鍺半導體。結果發現，當硅和鍺原子“流過”石墨烯，并不能與石墨烯下方相應的襯底產生作用。這就好像原本透明的石墨烯，突然變得不透明了，阻止硅和鍺原子“看到”另一面的原子。
正巧，硅元素和鍺元素在元素周期表中同屬第四主族。而第四主族材料呈離子中性，也就是說沒有極性。Kim 表示，“這給了我們提示”。
研究團隊分析，可能只有原子帶有一些離子電荷時，才能透過石墨烯相互作用。比如砷化鎵，在界面層，鎵帶負電荷，而砷帶正電荷。正是電荷或極性的不同，才使得它們透過石墨烯產生相互作用，并復制底層的原子圖案，就好像石墨烯是透明的。
Kim 表示，“透過石墨烯的相互作用取決于原子的極性。對于強離子鍵合材料，即便是隔著三個石墨烯層，他們也可以相互作用。這就如同兩個磁極，即便隔著一張薄紙，也可以相互吸引。”
異性相吸
為了驗證實驗設想，研究人員復制了不同極性程度的半導體材料，從中性的硅和鍺，到極性較弱的砷化鎵，再到極性較強的氟化鋰。
結果發現，極性越強，原子間相互作用越強，即便是透過幾個單層石墨烯。他們制備的薄膜均是柔性的，且厚度只有幾十到幾百納米。
研究團隊還發現，原子透過哪些材料（中間層），也是有影響的。除了石墨烯，他們嘗試利用六方氮化硼（hBN）作為中間層。
展開 浙大高超教授團隊Carbon：聚丙烯腈的導熱逆變——基于石墨烯層間限域效應的導熱膜制備策略
氧化石墨烯（GO）基薄膜可實現高熱導率和高柔韌性一體化，且導熱的厚度依賴性小，因此在前沿導熱領域被廣泛研究。不過GO成本昂貴，在商業競爭中處于劣勢。工業上，高性能碳材料通常由制備工藝成熟且價格低廉的聚丙烯腈（PAN）等高分子材料制備而來，然而這些高分子均很難轉化成高導熱、高導電的碳結構。
“誰道人生無再少，門前流水尚能西”這句詩描述了古人對突破逆境的決心和渴望，那么誰又能確定PAN等高分子無法突破難石墨化的瓶頸呢？本工作借鑒了高分子在限域條件下可實現重新取向或結晶的現象，以石墨烯二維大分的層疊結構作為高分子的限域空間，以石墨烯六方晶格結構作為高分子的結構模板，研究了在石墨烯的誘導效應下，高分子的形態、分子結構之變，最終實現了以PAN為主體的導熱膜制備。
本文亮點
（1）發現了氧化石墨烯對PAN裂解的層間受限取向化效應。通過GO的限域作用，改變聚丙烯腈分子鏈取向，使其在限域空間內進行結構重排。在高溫條件輔助下，促使PAN形成高度取向和結晶的石墨烯片層。
（2）利用了層間受限取向化效應制備了高導熱柔性石墨膜。50%質量分數的GO可將其余50%質量分數的PAN完全誘導為sp2碳，實現了以PAN為主要原料的層狀石墨膜組裝。所制備石墨膜的導熱率和導電率分別為1282 W m-1 K-1和9.94×105 S m-1。
為解析高分子在石墨烯層間誘導的形態之變，浙江大學高超教授團隊將聚丙烯腈限域在GO片層間制備復合薄膜，在2800 ℃熱處理后，實現了聚丙烯腈的層間限域誘導石墨化過程，得到了高導熱、高導電的柔性薄膜。
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