【正文】 反應(yīng)將兩分子苝酰亞胺沿其bay 位結(jié)合在一起, 合成出二并苝酰亞胺, 并沿其bay 位構(gòu)筑寬度受限( 1nm 左右) 、長度可控的石墨烯納米帶, 這實現(xiàn)了酰亞胺基團(tuán)功能化的石墨烯納米帶的高效化學(xué)合成。由于石墨烯周圍分布大量的負(fù)電荷, 這種懸浮液通過靜電斥力可穩(wěn)定存在幾個月而不發(fā)生沉降。Pan等[6] 以含碳的釕單晶在超高真空環(huán)境下高溫退火處理, 使元素向晶體表面偏析形成外延單層石墨烯薄膜, 通過優(yōu)化生長條件獲得了理想的毫米級外延石墨烯二維單晶材料。常見的氧化方法有Brodie 方法以及Staudenmaier 方法[ 34] , 其基本原理均為先用強質(zhì)子酸處理石墨, 形成石墨層間化合物, 然后加入強氧化劑對其進(jìn)行氧化。此外, 用偶聯(lián)反應(yīng)合成HBC 時要用金屬催化劑,這會造成環(huán)境污染. 以石墨為原料制備物理方法( 1) 微機械力剝離法[1]以1mm 厚的高取向高溫?zé)峤馐珵樵? 在石墨片上用干法氧等離子體刻蝕出一個5Lm 深的平臺( 尺寸為20Lm) 2mm, 大小不等) , 在平臺的表面涂上一層2Lm 厚的新鮮光刻膠, 焙固后, 平臺面附著在光刻膠層上, 從石墨片上剝離下來。原子力顯微鏡可以表征單層石墨烯, 但也存在缺點: 且在表征過程中容易損壞樣品。 結(jié)構(gòu)性質(zhì)石墨烯結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定，迄今為止，研究者仍未發(fā)現(xiàn)石墨烯中有碳原子缺失的情況。在英國曼徹斯特大學(xué)工作的安德烈純碳能以截然不同的形式存在，可以是堅硬的鉆石，也可以是柔軟的石墨。　　2. 石墨烯沒有形成下游的應(yīng)用和需求，目前最大的應(yīng)用還是為各大科研院校的實驗使用；下游需求尚還沒有形成，大規(guī)模產(chǎn)業(yè)應(yīng)用尚需很長的時間。(5)中國與美國、日本等相比，關(guān)于石墨烯的研究起步相對較晚，中國近兩年來開始進(jìn)入了研究活躍期。歐洲石墨烯項目是一個4年期的研究計劃，需要歐洲范圍內(nèi)廣泛而有深度的合作。 美國國防部高級研究計劃署(DARPA)2008年7月發(fā)布了碳電子射頻應(yīng)用項目(總資2 200萬美元)，主要開發(fā)超高速和超低能量應(yīng)用的石墨烯基射頻電路，即用石墨烯制造電腦芯片和晶體管。 2011 年全球僅觸摸屏所需要的 ITO 導(dǎo)電玻璃就近 4500 萬片，加上公共查詢、醫(yī)療儀器和游戲機等方面的應(yīng)用，預(yù)計2012年 ITO導(dǎo)電玻璃的市場容量在 85009500萬片，石墨烯將具有很大的替換空間。（3）石墨烯促進(jìn)超級電容器發(fā)展超級電容器超級電容器又稱超大容量電容器、金電容、黃金電容、儲能電容、法拉電容、電化學(xué)電容器或雙電層電容器（英文名稱為EDLC，即Electric Double Layer Capacitors），是靠極化電解液來存儲電能的新型電化學(xué)裝置。全球半導(dǎo)體晶硅的市場發(fā)展穩(wěn)定，根據(jù) IEK的預(yù)測，石墨烯可替代晶硅應(yīng)用在芯片領(lǐng)域，石墨烯如果替代十分之一的晶硅制成高端集成電路，市場容量至少在5000億元以上。 石墨烯的問世引起了全世界的研究熱潮。作為單質(zhì)，它在室溫下傳遞電子的速度比已知導(dǎo)體都快。(2)石墨烯鋰離子電池開啟儲能技術(shù)新紀(jì)元鉛酸電池具有技術(shù)成熟、價格較低等優(yōu)點，但是存在嚴(yán)重鉛污染，將被更先進(jìn)的產(chǎn)品替代。它是近十幾年隨著材料科學(xué)的突破而出現(xiàn)的新型功率型儲能元件，其批量生產(chǎn)不過幾年時間。以觸摸屏為代表的智能機需求強勁增長，帶動智能機零部件的生產(chǎn)和銷售，其中包括電容屏的生產(chǎn)。美國國家科學(xué)基金會(NSF)2009年5月發(fā)布了石墨烯基材料超電容應(yīng)用項目，主要研究內(nèi)容包括：(1)開發(fā)石墨烯基電子材料，提高超級電容器性能，使其具有較高的能量和功率密度；(2)表征石墨烯基電子材料的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和性能特征；(3)加強對石墨烯基超級電容器中電化學(xué)雙層和決定其性能因素的基本認(rèn)識；(4)調(diào)查離子液體作為石墨烯基超級電容器電解液的相容性；(5)開發(fā)新型超級電容器電池組裝工藝和電池測試方法。該項目主要研究領(lǐng)域包括石墨烯物理性能、機械和電子機械性能、化學(xué)修飾，以及尋找設(shè)計石墨烯電子特性的新方法和制備以石墨烯為基礎(chǔ)的功能應(yīng)用器件。中國發(fā)表的相關(guān)論文量表現(xiàn)不俗，但論文質(zhì)量不高，中國發(fā)表的論文有35．97％尚未被引用過。國內(nèi)從事石墨烯研究的機構(gòu)主要為各大科研院校及一些石墨產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)，只能小量生產(chǎn)石墨烯樣品，并沒有規(guī)?；a(chǎn)的能力。碳材料是一種地球上較普遍而特殊的材料, 它可以形成硬度較大的金剛石, 也可以形成較軟的石墨. 近20 年來, 碳納米材料一直是科技創(chuàng)新的前沿領(lǐng)域, 1985 年發(fā)現(xiàn)的富勒烯[1]和1991 年發(fā)現(xiàn)的碳納米管(CNTs)[2]均引起了巨大的反響, 興起了研究熱潮. 2004 年, Manchester 大學(xué)的Geim 小組[3]首次用機械剝離法獲得了單層或薄層的新型二維原子晶體—— 石墨烯. 石墨烯的發(fā)現(xiàn), 充實了碳材料家族,形成了從零維的富勒烯、一維的CNTs、二維的石墨烯到三維的金剛石和石墨的完整體系. 石墨烯是由碳原子以sp2 雜化連接的單原子層構(gòu)成的, 其基本結(jié)構(gòu)單元為有機材料中最穩(wěn)定的苯六元環(huán), nm, 是目前所發(fā)現(xiàn)的最薄的二維材料[3]. 石墨烯是構(gòu)成其它石墨材料的基本單元, 可以翹曲變成零維的富勒烯, 卷曲形成一維的CNTs[45]或者堆垛成三維的石墨(圖1). 這種特殊結(jié)構(gòu)蘊含了豐富而奇特的物理現(xiàn)象, 使石墨烯表現(xiàn)出許多優(yōu)異的物理化學(xué)性質(zhì), 如石墨烯的強度是已測試材料中最高的, 達(dá)130 GPa[6], 是鋼的100 多倍。海姆和康斯坦丁石墨烯中各碳原子之間的連接非常柔韌，當(dāng)施加外部機械力時，碳原子面就彎曲變形，從而使碳原子不必重新排列來適應(yīng)外力，也就保持了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。 此外, 由于C 鍵之間的相互作用, 表征誤差達(dá)0. 5nm甚至更大, 這遠(yuǎn)大于單層石墨烯的厚度, 使得表征精度大大降低[18] 。用透明光刻膠可重復(fù)地從石墨平臺上剝離出石墨薄片, 再將留在光刻膠里的石墨薄片在丙酮中釋放出來, 將硅片浸泡其中, 提出, 再用一定量的水和丙酮洗滌。其中, Brodie 方法采用發(fā)煙硝酸及KClO3 作為氧化劑。低能電子衍射結(jié)果證實了石墨烯樣品毫米級的高度有序性。此法制得的最大石墨烯片約為20??m ? 40??m, 可應(yīng)用于納米電子器件、場效應(yīng)晶體管等領(lǐng)域。在以上工作基礎(chǔ)上, 研究人員發(fā)現(xiàn)四溴苝酰亞胺在碘化亞銅和L??脯氨酸的活化下可以實現(xiàn)多分子間的偶聯(lián)反應(yīng), 得到了不同尺度大小的并苝酰亞胺, 實現(xiàn)了酰亞胺基團(tuán)功能化的石墨烯納米帶的高效化學(xué)合成, 通過高效液相分離了兩種三并苝酰亞胺異構(gòu)體, 進(jìn)一步地結(jié)合實驗方法和理論計算明確闡明了其結(jié)構(gòu)。他指出在未來石墨烯??聚合物復(fù)合材料的應(yīng)用中, 可通過在石墨烯中引入一定程度的缺陷幫助其維持在聚合物基質(zhì)中, 否則當(dāng)溫度高于聚合物的玻璃化溫度時, 復(fù)合材料會因石墨烯的卷曲和褶皺而失去其理想的光學(xué)、機械和高導(dǎo)電特性。為了激勵科學(xué)家發(fā)明出制造太空電梯纜線的堅韌材料，美國NASA此前還發(fā)出了400萬美元的懸賞。Elias 等[ 25] 用純凈的石墨烯和氫制備出了一種具有絕緣性能的二維晶體石墨烯衍生物石墨烷。參考文獻(xiàn):[ 1 ] Geim A K, Novoselov K S. T he ri se of graphen e[ J] . Natu remat erial, 2007, 6: 183??191.[ 2] Novos elov K S, Geim A K, Moroz ov S V, et al. Elect ric fi eldef f ect in at omically th incarbon film s[ J] . Scien ce, 2004, 306:666??669.[ 3 ] Berger C, Song Z, Li T , et al. Ul t rathin epitaxial graphit e: 2Del ect ron gas propert ies and a rout e tow ard graph ene bas ednanoel ect ronics [ J] . J Phys Ch em B, 2004, 108: 19912?? 19916.[ 4 ] Berger C, Song Z, Li T , et al. E lectr on conf inem ent and coh er??ence in pat t ern ed epitaxial graphene[ J ] . Science, 2006, 312:1191??1196.[ 5 ] Kon st ant in V E, Aaron B, Kar st en H , et al. Towards w af ersiz e graph ene layers by atmos pheri c pressu regrap hitizat ion of sili concarbide[ J] . Natu re Materials, 2009, 8: 203??207.[ 6 ] Pan Y, Zhang H , S hi D, et al. H ighl y ordered, millim et er??scale, cont inuous , singl e?? cryst alline graphene monolayer f orm ed on Ru ( 0001) [ J] . Adv Mat er, 2009, 21: 2777?? 2780.[ 7 ] Kim K, Zhao Y, J ang H , et al. Large??s cale pat tern grow th ofgraphen e films f or s tr etchable t ransparent el ect rodes [ J ] . Nature, 2009, 457: 706?? 710.[ 8 ] Dachen g Wei, Yun qi Liu, Hongl iang Zhang, et al. Scalables ynthes is of few??Layer grap hene rib bons with cont roll ed m or??ph ol ogi es by a t empl at e m ethod and their appli cat ions in nanoelect rom ech ani cal swit ches [ J ] . J Am Ch em S oc, 2009, 131( 31) : 11147 11154.[ 9 ] H umm ers W, Of f eman R E. Pr eparat ion of graphit ic oxide[ J] .J Am Chem Soc, 1958, 80: 1339.[ 10] Li D, Mul ler M B, Gilj e S, et al. Proces sab le aqueou s dispersion s of graphen e nanosheet s [ J ] . Natu re Nanot ech nology,2008, 3: 101?? 105.[ 11] Vin cen t C T, Matth ew J A, Yang Y, et al . Highthroug hputs olut ion p roces sing of large??s cal e graph ene [ J ] . Nature Nano??t echnology, 2009, 4: 25??29.[ 12] Shen J , H u Y, Sh i M, et al . Fas t and facile prepar at ion of gra??ph ene oxide and redu ced graphen e oxide nanoplat el et s [ J ] .Ch em Mat er, 2009, 21( 15) : 3514??3520.[ 13] L i X, Zhang G, Bai X. Highly conducting graphene sh eet s and Langmuir Blodgett fi lms [ J] . Nature Nanot echnology, 2008, 3:538??542.[ 14] Qian H, Wang Z, Yue W, et al. Except ion al cou