較近，在國家自然科學(xué)基金委員會(huì )、科技部和中國科學(xué)院的資助下，中國科學(xué)院金屬研究所沈陽(yáng)材料科學(xué)國家（聯(lián)合）實(shí)驗室先進(jìn)炭材料研究部研究員成會(huì )明、任文才研究小組在石墨烯的控制制備、結構表征與物性的研究方面取得了一系列新的進(jìn)展，相關(guān)的研究成果發(fā)表在國際期刊上。 石墨烯（graphene）是由單層碳原子緊密堆積成二維蜂窩狀晶格結構的一種碳質(zhì)新材料，是構建其他維度碳質(zhì)材料（如零維富勒烯、一維碳納米管、三維石墨）的基本單元。石墨烯具有的電學(xué)、熱學(xué)和力學(xué)性能，可望在高性能納電子器件、復合材料、場(chǎng)發(fā)射材料、氣體傳感器及能量存儲等領(lǐng)域獲得廣泛應用。由于其獨特的二維結構和的晶體學(xué)質(zhì)量，石墨烯蘊含了豐富而新奇的物理現象，為量子電動(dòng)力學(xué)現象的研究提供了理想的平臺，具有重要的理論研究?jì)r(jià)值。因此，石墨烯迅速成為材料科學(xué)和凝聚態(tài)物理領(lǐng)域近年來(lái)的研究熱點(diǎn)之一。 中國科學(xué)院金屬所沈陽(yáng)材料科學(xué)國家（聯(lián)合）實(shí)驗室先進(jìn)炭材料部的研究人員在石墨烯的研究方面取得的進(jìn)展主要包括以下三個(gè)方面。 可控制備出高質(zhì)量石墨烯。根據層數不同，石墨烯的電子結構會(huì )發(fā)生顯著(zhù)變化，因此實(shí)現石墨烯層數的可控制備十分關(guān)鍵。與微機械剝離和外延生長(cháng)方法相比，化學(xué)剝離是一種有望實(shí)現石墨烯低成本宏量制備的有效方法，但所制備的石墨烯大多為單層、雙層和多層石墨烯的混合物?；趯瘜W(xué)剝離方法制備石墨烯過(guò)程的分析，他們提出了利用石墨原料的尺寸與結晶度不同來(lái)控制石墨www.guangyaoshimo.com烯層數的策略，宏量控制制備出單層、雙層和三層占優(yōu)的高質(zhì)量石墨烯，被審稿人認為是“石墨烯研究和應用的重大進(jìn)展”。為了進(jìn)一步提高化學(xué)剝離方法制備的石墨烯的質(zhì)量，他們根據氫電弧放電反應溫度高、可實(shí)現快速加熱及原位還原的特點(diǎn)，采用電弧加熱膨脹解理石墨以去除含氧官能團和愈合結構缺陷，進(jìn)而提高了石墨烯的質(zhì)量。較普通快速加熱方法，采用氫電弧方法制備的石墨烯的抗氧化溫度提高了近100℃，導電率提高了近2個(gè)數量級。 提出了表征石墨烯結構的新方法。石墨烯表征方法的建立是對其結構進(jìn)行快速有效表征、控制制備及應用的前提和基礎。他們在反射率計算的基礎上，引入色度學(xué)空間概念，提出了快速、準確、無(wú)損表征石墨烯層數的總色差方法，解釋了只有在特定基底上石墨烯可見(jiàn)的原因，并利用該方法對基底和光源進(jìn)行了優(yōu)化，提出并實(shí)驗證實(shí)了更利于石墨烯光學(xué)表征的基底和光源，提高了光學(xué)表征的精度，為石墨烯層數的快速準確表征、控制制備及物性研究奠定了基礎。