別在家里這么干。說真的，別這么干：基本上可以肯定你不會成功的，并且食物攪拌器以后也沒法用了。不過，在今天（4月20日）出版的一篇研究文章所附的補(bǔ)充信息中，介紹了一種在家中大量制作清潔的石墨烯片的方法。

石墨烯是世界上最薄、強(qiáng)度最大的材料；可導(dǎo)電性并且質(zhì)地柔軟；石墨烯的出現(xiàn)掀起了從觸摸屏到水處理幾乎所有領(lǐng)域的一場變革。很多研究者都在尋找一種方法，可以量產(chǎn)高品質(zhì)的石墨烯片，這些人中就包括了來自都柏林大學(xué)三一學(xué)院（TrinityCollegeDublin）的喬納森·科爾曼（JonathanColeman）。

在一篇發(fā)表于《自然材料》（NatureMaterials,2012年影響因子35.749）的文章中，科爾曼帶領(lǐng)的科研團(tuán)隊(duì)向人們描述了，他們是如何使用一個大功率（400W）的食物攪拌器，將半升水，10～25毫升洗潔劑以及20～50克石墨烯粉末（這些粉末是從鉛筆芯中提取的）一起運(yùn)轉(zhuǎn)了10～30分鐘后，產(chǎn)生了大量的、懸浮在水中的毫米級石墨烯片。這項(xiàng)研究得到了英國托馬仕雯（ThomasSwan）公司的贊助。

不過科爾曼又趕緊說道，這個方法還包括了表面活性劑（指代前文中的洗滌劑）與石墨烯的精妙配比，而他尚未公開這一配比。（正因如此我才沒有自己動手在家里試一試；他打算在下一篇文章中公布這一方法的詳細(xì)信息）為了分離石墨烯并對結(jié)果進(jìn)行檢測，實(shí)驗(yàn)中要用到離心機(jī)、電子顯微鏡和色譜。事實(shí)上，使用食物攪拌機(jī)這種方法是被當(dāng)做噱頭后來才加到研究中的——主要的工作是使用工業(yè)用攪拌器進(jìn)行的。

不過，科爾曼稱，攪拌器這個例子說明了使用這一新方法來量產(chǎn)石墨烯是非常簡便的。托馬仕雯（ThomasSwan）的商務(wù)總監(jiān)安迪·古德溫（AndyGoodwin）稱他們已經(jīng)對這項(xiàng)受專利保護(hù)的過程進(jìn)行了中試，該公司希望能在今年年底達(dá)到日產(chǎn)量1kg，產(chǎn)品以干燥粉末或者液體分散物的形式銷售，買家可將產(chǎn)品噴涂在其他材料表面上。

“這是向低成本、大規(guī)模制造石墨烯邁出的重要一步，”英國劍橋大學(xué)（UniversityofCambridge）的一位石墨烯領(lǐng)域的專家，安德亞·費(fèi)拉里（AndreaFerrari）說道。“這種方法制出的石墨烯，在品質(zhì)上接近已報道的最好的石墨烯，并且生產(chǎn)效率比之前提高了好幾百倍。”

這種方法制出的石墨烯片的品質(zhì)還無法和安德烈·海姆（AndreGeim）和康斯坦丁·諾沃肖洛夫（KostyaNovoselov）制出的相提并論，這兩位來自曼徹斯特大學(xué)的學(xué)者、同時也是2010年諾貝爾物理學(xué)獎得主，使用透明膠帶從石墨中剝離出了石墨烯。在大小方面，與目前企業(yè)中使用氣相沉積法一個原子一個原子長出來的幾米見方的石墨烯片相比也相形見絀。不過，除了用于高端電子設(shè)備，比較小的石墨烯片就足夠了——真正的難點(diǎn)在于如何量產(chǎn)。

盡管目前石墨烯的年產(chǎn)量有幾百噸——你可以很容易的在網(wǎng)上買到——但是質(zhì)量參差不齊。很多石墨烯片存在大量結(jié)構(gòu)缺陷，或者表面被厚厚的化學(xué)物質(zhì)所覆蓋。這些都會影響石墨烯的導(dǎo)電性和其它性質(zhì)，并且這些石墨烯片有好幾百層厚。“我覺得很多公司的產(chǎn)品甚至都不能稱作是石墨烯，”科爾曼說道。

這個攪拌器工藝生產(chǎn)出的石墨烯比較小，平均4～5層厚，不過沒有結(jié)構(gòu)缺陷——這就意味著其導(dǎo)電性很好。科爾曼認(rèn)為攪拌器在液體中產(chǎn)生的剪切力足夠?qū)⑹氖珘K兒中分離出來。（“就像打撲克的時候滑牌一樣，”科爾曼解釋道。）

使用食物攪拌器并不是生產(chǎn)高品質(zhì)石墨烯唯一的方法。費(fèi)拉里還認(rèn)為，在某些情況下，使用超聲分離石墨可以生成質(zhì)量更好的石墨烯。位于德國美因茨市的馬克思·普朗克高分子研究所（MaxPlanckInstituteforPolymerResearch）的馮新亮稱，他最近在《美國化學(xué)會志》（JournaloftheAmericanChemicalSociety,化學(xué)領(lǐng)域著名期刊，2012年影響因子9.907）發(fā)文介紹了一種電化學(xué)方法，可以更快地制出品質(zhì)更好、更薄的石墨烯。（科爾曼指出，托馬仕雯公司掌握的技術(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止文獻(xiàn)中報道的那些。）

至于石墨烯的用途，“石墨烯雖然不是萬金油”，科爾曼說道，不過曾有報道，有研究人員對石墨烯用作太陽能電池和普通化學(xué)電池中的電極材料進(jìn)行了測試。科爾曼建議，石墨烯片還能用作填充材料加到塑料飲水瓶里——加入后可增加瓶子的強(qiáng)度，減小塑料的使用量，而石墨烯防止氧氣、二氧化碳等氣體逸出的能力還可以延長飲料的保質(zhì)期。

另一項(xiàng)應(yīng)用則是，在橡膠中加入少量石墨烯，生成的橡膠棒的電導(dǎo)率會隨著其拉伸而變化——換句話說，這就是一個壓敏傳感器。托馬仕雯的商務(wù)總監(jiān)安迪·古德溫提到了將其用于制作柔性、低成本的顯示屏；還有人建議將石墨烯片用于脫鹽罐，甚至避孕套中。

不過在這些例子中，使用石墨烯的效果是否比其他材料好還沒有被證實(shí)——不過發(fā)明了這些量產(chǎn)石墨烯的方法意味著我們很快就能去驗(yàn)證了。盡管目前不同的公司競爭的是不同的商機(jī)，但科爾曼預(yù)測生產(chǎn)石墨烯的企業(yè)數(shù)目會減少，最終只有少數(shù)生產(chǎn)技術(shù)會統(tǒng)治市場。“目前生產(chǎn)和銷售石墨烯的企業(yè)有很多：不過在未來5年內(nèi)，企業(yè)的數(shù)目會大幅下降。”科爾曼說道。

【應(yīng)用】石墨烯助力動力鋰電池18分鐘充滿電

“我們目前正在研究用以電動汽車的石墨烯電池，希望可以和重慶的相關(guān)企業(yè)合作。”來自意大利的費(fèi)瑞博士介紹，意大利在納米材料石墨烯的研究上很有優(yōu)勢，目前他們在將石墨烯和鋰進(jìn)行組合研發(fā)電動汽車電池，現(xiàn)在已經(jīng)能夠在18分鐘內(nèi)就將電池充滿，一次充電可以跑600公里，而以前需要12個小時，下一步他們的目標(biāo)是幾秒鐘。同時，意大利在制造業(yè)等領(lǐng)域也具有很多的優(yōu)勢，希望能結(jié)合重慶的發(fā)展，和重慶的企業(yè)一起合作。

來自意大利布朗多尼閥門有限公司北京分公司的亞太地區(qū)銷售總監(jiān)亞歷山大，昨日一下飛機(jī)就趕到了對接會現(xiàn)場。他說他們公司有50多年的歷史，2006年進(jìn)入中國并投資建廠，以前想來重慶但沒有渠道，這次意大利企業(yè)組團(tuán)來重慶高交會，他特地趕了過來，希望能拓展中國西南地區(qū)的市場。