石墨烯 (Graphene),即单层石墨片,是继富勒烯、碳纳米管之后碳纳米家族的一个新成员。它于2004年被发现,2010年其发现者即被授予诺贝尔物理学奖。石墨烯有着丰富而独特的固相性质,如很高的电导率,优异的导热性,极快的载流子传输速度及最高的机械强度等,在场效应晶体管、透明电极、纳米结构及功能复合材料、锂离子电池、超级电容器等诸多领域具有广阔的应用前景。
但石墨烯难溶解,难以开展对其液相性质的深入研究。另外,由于溶解度低、缺少组装方法,如何实现石墨烯有序排列的宏观纤维是该领域的一大挑战。最近,高分子系高超教授课题组在这两个方面取得了进展。通过制备窄分散比的氧化石墨烯,发现并确证了手性液晶相 (Figure 1),这也是二维胶体的首例;通过液晶纺丝,实现了石墨烯连续纤维 (Figure 2)。该工作发表在最新一期Nature Communications上(2011, 2, 571,第一作者为博士生许震)。同时该文章被Nature News以“Graphene Spun into metre-long fibres”为题做了专门报道。
该课题组前期系列工作发表在ACS Nano (2011, 5, 2908),曾被Nature Publishing Group的Asia Materials以“Graphene oxide: a new order”为题作为亮点文章评述(NPG Asia Materials featured highlight | doi:10.1038/asiamat.2011.107)。 目前,该课题组正在进行石墨烯液晶的深入研究,并开拓石墨烯宏观纤维的应用。