? ? ?被譽為新材料之王的石墨烯自誕生以來，因其優(yōu)異的光學(xué)、電學(xué)、力學(xué)特性，在新能源、航空航天、生物醫(yī)學(xué)和藥物傳遞等領(lǐng)域擁有廣闊的應(yīng)用前景，成為材料界的寵兒。
? ? ?盡管材料界看好石墨烯的應(yīng)用，但擺在現(xiàn)實面前的是，石墨烯無法低成本、大規(guī)模地進行生產(chǎn)，這嚴重阻礙了石墨烯的發(fā)展以及應(yīng)用。對于科研人員而言，如何讓石墨烯大批量快速生產(chǎn)，是首要難題。
石墨烯的誕生與制備
? ? ?石墨烯存在于自然界，但難以剝離出單層結(jié)構(gòu)。層層疊疊的石墨烯形成了肉眼可見的石墨，1毫米厚度的石墨大約包含300萬層石墨烯。我們用鉛筆輕劃過紙張，留下的痕跡就可能是一層甚至幾層石墨烯。
? ? ?2004年，英國曼徹斯特大學(xué)的科學(xué)家安德烈·蓋姆和康斯坦丁·諾沃消洛夫用重復(fù)用特殊膠帶粘住石墨片這一動作，通過多次不斷的剝離，最終獲得了僅由一層碳原子構(gòu)成的薄片，這就是石墨烯。
? ? ?當(dāng)前業(yè)界制備石墨烯的方法多種多樣，較為常用的方法是使用化學(xué)氣相沉積，或通過將石墨粉碎成氧化石墨烯、然后化學(xué)還原的方式來制備石墨烯。遺憾的是，這兩種方法都要用到刺激性的化學(xué)品。除此外，還有難以實現(xiàn)大規(guī)模合成的機械剝離法、石墨烯生產(chǎn)厚度不均的取向附生法、對設(shè)備要求高的碳化硅外延法等。
? ? ?羅切斯特大學(xué)生物學(xué)副教授Anne S. Meyer在《ChemOpen》雜志上發(fā)表的一篇論文，文中提出了一種生產(chǎn)石墨烯材料的新方法，研究人員將石墨氧化物與細菌混合，細菌將石墨氧化物還原，從而可大規(guī)模生產(chǎn)石墨烯材料。
他們首先去除材料的石墨層，生成單層石墨烯氧化物，而后將其與Shewanella細菌混合，并保持足夠時間讓它們充分接觸。經(jīng)過一段時間后，Shewanella細菌就能夠?qū)螌邮┭趸镞€原為石墨烯材料。
產(chǎn)品開發(fā)與應(yīng)用
Meyer說:“氧化石墨烯易于生產(chǎn)，但由于含氧基團，因此它的導(dǎo)電性并不理想。而Shewanella細菌會除去大部分的含氧基團，從而將其轉(zhuǎn)化為導(dǎo)電材料?！?/p>
? ? ?通過Shewanella細菌生產(chǎn)的石墨烯材料不僅具有良好的導(dǎo)電特性，同時比化學(xué)法生產(chǎn)的石墨烯更薄、更穩(wěn)定且能夠存儲更長的時間，且適用于多個領(lǐng)域的產(chǎn)品開發(fā)。
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場效應(yīng)晶體管(FET)生物傳感器是一種能夠檢測生物分子的設(shè)備，可以用于對糖尿病患者進行實時血糖監(jiān)測。
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導(dǎo)電油墨可以用來制造速度更快、效率更高的電腦鍵盤、電路板或用于汽車擋風(fēng)玻璃除霜的小型電線，導(dǎo)電油墨也可用于在織物或紙張等非傳統(tǒng)材料上制作電路。
? ? ?此外，科學(xué)家還表示可以開發(fā)出一種“細菌光刻”技術(shù)，用于制造僅在一側(cè)導(dǎo)電的石墨烯材料，有望推動納米復(fù)合材料的研究發(fā)展。
資料來源：
http://www.sohu.com/a/327229997_313834
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/open.201900186
https://www.xianjichina.com/special/detail_410005.html
https://www.cnbeta.com/articles/science/866601.htm
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