被喻為“工業界新寵”的石墨烯是近年來備受關注的熱點材料，但一直沒有快捷而安全的工業制備方法。浙江大學高分子系的高超教授課題組現在找到了一條適用于大規模制備的“綠色路線”，使單層石墨烯一小時成形，效率提高十倍以上。

    石墨烯是由一層碳原子形成的薄片，由碳原子組成一個個六角形的環，環環相連形成蜂窩狀平面。這是目前世上最薄也是最堅硬的納米材料。一層石墨烯的薄度小于一個納米，肉眼看不見也摸不著，20萬片石墨烯加在一起，才有一根頭發絲那么粗。

    高超介紹，目前制備石墨烯的方法主要有機械剝離法、氧化還原法等。機械玻璃法的局限性在于，所得產物為不同層數石墨烯的混合物，難以大規模制備單層石墨烯；氧化還原法普遍使用氯系和錳系的氧化劑，制備時間長達十余個小時，會產生有毒氣體和重金屬污染，氧化錳等中間體也容易發生爆炸。

    課題組經過多年探索，發現了一種新型、廉價、無毒的鐵系氧化劑，取代了沿用半個多世紀的氯系、錳系氧化劑。

    “這種鐵氧化劑分子的‘奔跑’速度很快，能像楔子一般，快速穿插進入石墨內部，讓石墨很快分層。這一過程中會產生氧氣，幫助‘頂’開層層石墨，讓制備速度加快。”高超說，這種方法沒有爆炸隱患，不會產生有害物質，對環境友好。

    同時，這種方法做單層氧化石墨烯，在一個小時之內就能完成，令石墨烯在工業上的大規模應用成為可能。

    相關論文1月21日發表在《自然》雜志子刊《自然通訊》雜志上。

    此前，該課題組已經運用石墨烯為原材料制備出石墨烯纖維、石墨烯氣凝膠、石墨烯薄膜等多種形態的宏觀材料。這些高強、高韌、高電導的石墨烯材料有望廣泛運用于移動設備、航空航天、新能源電池等多個領域。

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責任編輯：王元

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