‍‍‍

自从2004年，Andre Geim和Konstantin Novoselov通过“撕胶带”的方法将单层石墨烯剥离出来，石墨烯凭借出众的理化性质吸引了学术界和产业界的诸多关注，成了热的烫手的研究领域。记得当年有篇综述这么描述石墨烯——“Graphene: A Rising Star on the Horizon of Materials Science”，想来此言不差。当然，制备石墨烯的新方法也是层出不穷。

Andre Geim团队捐赠给诺贝尔博物馆的石墨、石墨烯和透明胶，上面还有这位诺奖得主的签名。图片来源：The Nobel Museum

近日，澳大利亚联邦科学与工业研究组织（CSIRO）的韩兆军（Zhao Jun Han）博士等人开发出一种利用大豆油低成本生产石墨烯的新方法，为商业化大规模生产石墨烯提供了一种可行方案。该研究发表在Nature Communications 杂志上^[1]。

该文一作Dong Han Seo博士和豆油石墨烯薄膜。图片来源：CSIRO

这不禁让笔者想到了近年来花样翻新的石墨烯制备方法，传统的化学气相沉积（CVD）、外延生长、氧化还原法等等还好说，另外一些方法却让人由衷赞叹“大开脑洞”，重点是，刊登这些文章的期刊影响因子都不低，比如，美国新泽西州立罗格斯大学的Manish Chhowalla等人用家用微波炉生产高性能石墨烯，文章发到了顶级期刊Science（点击阅读详细）^[2]。

除了方法，研究人员对于石墨烯前驱物的选择可谓无所不用其极。美国莱斯大学的研究者曾用饼干、巧克力、杂草、塑料和狗粪等做碳源制备石墨烯。虽然方法和CVD法大同小异，也是在Cu箔上生长石墨烯，但笔者严重怀疑烧过狗粪的管式炉会不会散发一种奇怪的味道（尴尬脸……）。[3]

实验过程图。图B铜箔上放的是一只蚂蚱腿。图片来源：ACS Nano

后来，伊朗的研究者又开发出甘蔗渣、报纸、鸡骨头、牛粪等前驱物做碳源，通过煅烧的方式制备石墨烯。[4]

相比较而言，几位印度的化学家就浪漫很多。他们使用花瓣做前驱物，在Ni片上制备石墨烯，虽然觉得不怎么实用，但毕竟有种“诗和远方”的感觉。[5]

韩国的科学家也不甘落后，使用沥青和工业废料，也成功制备出石墨烯，并应用于场效应晶体管电极。[6]

沥青和工业废料制备石墨烯示意图。图片来源：Sci. Rep.

如果觉得用金属做衬底成本太高，印度的研究者也想到这点了，他们用糖+沙子制备了石墨烯，石墨烯包裹在沙子的表面。[7]

糖+沙子制备石墨烯示意图。图片来源：ACS Appl. Mater. Interfaces

当然，我国的研发人员也在努力，不使他国同行专美于前。济南一家公司选用做石墨烯的前驱物就特别的接地气——玉米棒子。[8]

图片来自网络

没错，就是它。这家公司不但申请了专利，还用玉米芯制备的石墨烯生产了保暖内衣、内裤。是“噱头”为主，还是真有奇效，诸位看官自己评判吧。

石墨烯内衣。图片来自网络

看了这么多千奇百怪的原料和制备方法，再回到上面提及的Nat. Commun.文章，来看看他们到底做了什么吧。传统的CVD法，需要纯Ar气氛、高温真空等严格条件，成本较高，阻碍了石墨烯的发展。因此，韩兆军研究团队发明了一种不需要保护气的制备方法。将大豆油放在管式炉中加热约30分钟，大豆油会在镍箔上分解成碳结构单元，然后迅速冷却并在金属箔表面形成石墨烯薄膜。

空气中生长石墨烯。图片来源：Nat. Commun.

与传统CVD法得到的石墨烯相比，通过新方法得到的石墨烯同样具有高导电率等优点。新方法还可以控制石墨烯薄膜的层数，从1到3层再到30层的石墨烯，都可以获得。因此，Dong Han Seo博士说，我们现在可以回收废弃的油，并将它们转化为有用的东西。（地沟油的新用途？？）

最后，笔者想起当年，也是一个草长莺飞的春天，柳絮杨絮扑面而来，望之似雪，但人人掩面而走。无它，将这些毛茸茸的东东吸到嘴里或者鼻子里绝不是什么“诗意”的体验。笔者实验之余没事干，捡了一团柳絮烧了烧，还真烧出了碳管，附当时做的SEM图，权且做实验之余的消遣吧（哈哈~~碳管很粗，不喜勿喷~~）。

参考文献：

1. Single-step ambient-air synthesis of graphene from renewable precursors as electrochemical genosensor. Nat. Commun., 2017, DOI: 10.1038/ncomms14217

2. High-quality graphene via microwave reduction of solution-exfoliated graphene oxide. Science, 2016, DOI: 10.1126/science.aah3398

3. Growth of Graphene from Food, Insects, and Waste. ACS Nano, 2011, 5, 7601, DOI: 10.1021/nn202625c

4. Synthesis of graphene from natural and industrial carbonaceous wastes. RSC Adv., 2014, 4, 20441, DOI: 10.1039/c4ra01550a

5. Preparation and characterization of grapheme and Ni-decorated graphene using flower petals as the precursor material. Carbon, 2012, 50, 4123, DOI: 10.1016/j.carbon.2012.04.060

6. Value-added Synthesis of Graphene: Recycling Industrial Carbon Waste into Electrodes for High-Perfor, Scientific Reports, 2015, 5, 16710（DOI: 10.1038/srep16710）

7. Graphene from Sugar and its Application in Water Purification, ACS Appl. Mater. Interfaces, 2012, 4, 4156（DOI: 10.1021/am300889u）

8. 专利：一种多孔石墨烯的制备方法（CN104016341A）；一种以生物质废料为原料制备石墨烯的方法（CN105060288A）

（本文由小希供稿）

X-MOL材料领域学术讨论QQ群（338590714）

点击“阅读原文”，参加讨论