石墨烯超薄膜的制备及其光学、电学性质调控

新型碳功能材料，石墨烯（graphene）被认为可以取代硅，在未来微电子行业得到广泛应用，而石墨烯超薄膜的研制是使石墨烯单片层形成器件走向实用化的有效途径，因而成为近期研究热点。而目前常用方法如真空抽滤、喷雾沉积等难以实现对薄膜厚度及性质的有效控制。本项目针对化学法以天然鳞片石墨为原料制备石墨烯的特点，提出利用其中间状态氧化石墨和最终所得石墨烯片层带负电荷的特点，采用静电自组装的工艺实现对石墨烯超薄膜厚度和性质的控制；同时利用化学法所得石墨烯片层表面具有活性官能团如羟基、羰基、羧基和环氧基的特点，对其进行化学改性和剪裁，实现对所得石墨烯薄膜电学和光学性能的调控。揭示石墨烯超薄膜制备工艺中关键因素与薄膜电学和光学性质之间的规律，为石墨烯在电子器件领域的实际应用奠定基础。

本项目针对化学法以天然鳞片石墨为原料制备石墨烯的特点，提出利用其中间状态氧化石墨和最终所得石墨烯片层带负电荷的特点，采用静电自组装的工艺实现对石墨烯超薄膜厚度和性质的控制；同时利用化学法所得石墨烯片层表面具有活性官能团如羟基、羰基、羧基和环氧基的特点，对其进行化学改性，通过纳米银与石墨烯的复合，有效提高了石墨烯薄膜的透光性和导电性，实现了对所得石墨烯薄膜电学和光学性能的调控，揭示了石墨烯超薄膜制备工艺中关键因素与薄膜电学和光学性质之间的规律。在此基础上，围绕石墨烯及石墨烯/银复合材料的特性，开展了其在生物杀菌方面的研究，发现：由于石墨烯的模板作用和高的比表面积，不仅可以保证纳米银的均匀分散，而且有效提高了纳米银与细菌的接触，获得的复合粉体及薄膜具有优异的抗菌和杀菌性能。