被喻为“工业界新宠”的石墨烯是近年来备受关注的热点材料，但一直没有快捷而安全的工业制备方法。浙江大学高分子系的高超教授课题组现在找到了一条适用于大规模制备的“绿色路线”，使单层石墨烯一小时成形，效率提高十倍以上。

    石墨烯是由一层碳原子形成的薄片，由碳原子组成一个个六角形的环，环环相连形成蜂窝状平面。这是目前世上最薄也是最坚硬的纳米材料。一层石墨烯的薄度小于一个纳米，肉眼看不见也摸不着，20万片石墨烯加在一起，才有一根头发丝那么粗。

    高超介绍，目前制备石墨烯的方法主要有机械剥离法、氧化还原法等。机械玻璃法的局限性在于，所得产物为不同层数石墨烯的混合物，难以大规模制备单层石墨烯；氧化还原法普遍使用氯系和锰系的氧化剂，制备时间长达十余个小时，会产生有毒气体和重金属污染，氧化锰等中间体也容易发生爆炸。

    课题组经过多年探索，发现了一种新型、廉价、无毒的铁系氧化剂，取代了沿用半个多世纪的氯系、锰系氧化剂。

    “这种铁氧化剂分子的‘奔跑’速度很快，能像楔子一般，快速穿插进入石墨内部，让石墨很快分层。这一过程中会产生氧气，帮助‘顶’开层层石墨，让制备速度加快。”高超说，这种方法没有爆炸隐患，不会产生有害物质，对环境友好。

    同时，这种方法做单层氧化石墨烯，在一个小时之内就能完成，令石墨烯在工业上的大规模应用成为可能。

    相关论文1月21日发表在《自然》杂志子刊《自然通讯》杂志上。

    此前，该课题组已经运用石墨烯为原材料制备出石墨烯纤维、石墨烯气凝胶、石墨烯薄膜等多种形态的宏观材料。这些高强、高韧、高电导的石墨烯材料有望广泛运用于移动设备、航空航天、新能源电池等多个领域。

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责任编辑：王元

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