介紹
在最初階段，石墨烯大多是被物理學家所關注。由于生產足量的高質量石墨烯很困難，研究人員便采用非常簡單的幾何形狀中膠帶剝離的石墨烯單層來研究這種新材料的出色電子性能。隨后在變革的十年中，石墨烯引起了公眾的廣泛關注，成為網絡社交媒體最受“追隨”的材料，并被普遍認為是一種新型的神奇材料。1
然而，阻礙石墨烯進一步被廣泛應用的主要問題仍然存在，包括可加工性差以及在其電子學結構中缺乏帶隙。
最近，化學家們已經學會了如何通過增強其可加工性和多功能性來發揮這種獨特材料的作用，并開發了不同的功能化和處理策略。從廉價石墨開始大規模生產石墨烯已經成為可能，2 在金屬基底上或碳化硅上進行高質量石墨烯的生長也已經得到優化，并且已在商業或原型級別上展現出了在不同領域的應用。3,4
我們之前的工作描述了石墨烯特有的二維(2D)形狀如何賦予它獨特的性質5 ，例如它與真空、液體和固相薄膜中的有機分子之間的相互作用。6
使用化學方法，可以有效地將這種難溶性并幾乎是化學惰性的材料定制成各種形式，包括從簡單的可溶性片材，到其中的2D石墨烯片材被組裝成三維(3D)散裝材料或泡沫的分層結構，應用于電子、復合材料、能量儲存或催化中。
溶液中單片水平的石墨烯化學
處理和定制石墨烯的最簡單方法是在溶液中使用單片材。大規模的生產可使用“溫和的”方法，即不損害石墨烯晶格的非共價超分子相互作用7–9，也可使用“苛刻的”化學方法，即氧化成氧化石墨烯(GO)并隨后對其進行還原，但這將不可避免地導致片材表面產生化學損傷(圖1)。10–12
圖1.使用共價或非共價(超分子的)的不同方法進行石墨剝離和石墨烯功能化的方法示意圖
氧化石墨烯(Aldrich貨號 763705、777676、794341等)長期以來一直是石墨烯家族中不受重視的部分，因為它們的化學缺陷使其喪失了石墨烯許多獨特的物理性質。 然而，這些特征卻又使得氧化石墨烯具有高度可加工性、多功能性和水溶性，使其可使用熱學、化學或電化學還原來重新建立電導性，但仍然存在的晶格損傷也使得還原性石墨烯氧化物(RGO)(Aldrich貨號 777684)的性能比石墨烯差得多。盡管如此，不同形式的GO和RGO也被成功用于一些生產和應用中，13–20 s其中的一些在電子學和透明導體中的應用進展甚至比石墨烯的最前沿應用還要更接近商業化。
通過石墨(Aldrich貨號496588、496596等)的剝離以產生石墨烯是發生在納米和中等規模上的復雜現象。與其他增溶過程類似，該過程依賴于化學、靜電和范德華相互作用之間的復雜競爭以及微尺度上的流體動力學。最近，我們對使用機械、化學和電化學方法所產生的剝離石墨烯進行了系統和比較性的研究。22 在三種方法中，化學氧化所產生的氧化石墨烯被認為是一種非常有效但具有破壞性的石墨剝離方法。電化學氧化使用電場來驅動石墨中的分子插入，使得大量石墨快速剝離并產生深度破壞，但也導致所得石墨烯晶格的損壞。
基于有機溶劑中超聲作用的超分子剝離法可產生最佳質量的石墨烯，但由于超聲處理的高能量輸入要求，會獲得具有低橫向尺寸(通常<1 μm)的片材。從這三種方法觀察到的差異表明一方面剝離的速度和效率之間會得到平衡，另一方面可以保持材料的質量。22
一旦在溶液中發生剝離，石墨烯片材會通過一系列的分子或納米物質發生化學性修飾(共價及非共價的)，以產生全新的具有特殊屬性的定制化石墨烯材料。23 石墨烯高度偶聯的sp2碳結構使其可以與多環芳烴族有機材料產生強的親和力，如具有擴展π電子離域特性的有機半導體或工業染料。與石墨烯不同，這些分子具有極佳的可加工性能以及可調節的HOMO, LUMO和帶隙。6
對于親和性的研究是為了可以產生在水或有機溶劑中具有增強的溶解性、在聚合物復合材料中具有良好分散性或是具有新型光電子功能的石墨烯有機雜化物。雖然目前很難對所有基于石墨烯的雜化系統進行客觀詳盡的綜述，但比較有趣的例子包括基于有機材料的雜化物、金屬納米粒子和生物分子，甚至是DNA。最常見的成分包括苝(Aldrich貨號394475等)、9,24,25 芘(Aldrich貨號 571245等)、8,26-29 卟啉(Aldrich貨號252921等)、30–34 富勒烯(Aldrich貨號572500等)、35 低聚噻吩(Aldrich貨號691631等)36,37、聚噻吩(Aldrich貨號 6989977等)38,39 、金屬納米顆粒40,41及其他生物成分。
有幾種經驗模型基于溶劑的表面張力或溶解度參數來預測石墨烯在不同溶劑中的分散。然而，從分子水平上還不清楚為什么一些分子與石墨烯可更有效地發生相互作用。我們進行了一項系統研究來比較幾種芘磺酸鈉鹽(Sigma貨號82657、37920和82658，以及Aldrich貨號H1529)、水溶性芘成分作為剝離劑用于制備穩定的水溶液。8這些pH敏感的衍生物不僅對基礎研究有用，而且由于其較高的光致發光量子產率、極佳的水溶性和無毒性，也更適用于實際的應用。他們在熒光筆、鉛筆和肥皂中都有大規模的商業應用。
我們研究了一系列具有越來越多極性基團的四種芘衍生物，并發現它們全部可對石墨進行剝離并在水中產生穩定的石墨烯懸浮液。單層石墨片材的一些特定區域覆蓋了一層芘分子。26 懸浮石墨烯的總濃度主要取決于疏水性芘核心上極性基團的數量。分子動力學計算表明芘衍生物與石墨烯相互作用中的一項關鍵因素涉及溶劑分子的薄層，并限于芘分子和石墨烯表面之間。兩親性苯乙烯磺酸分子在接近表面時會改變其取向，以最有效的方式滑入該層中，從而形成具有強偶極的不對稱形狀分子。模擬表明分子偶極本身并不重要，但它有利于分子“滑動”到溶劑層中，導致位于芘染料的芳核和石墨烯基底之間的水分子橫向位移。
納米尺度的石墨烯片材上有機分子的相互作用不僅對在基礎層面上更好理解和改善石墨烯剝離具有幫助，也對于更為高級的應用具有重要意義。因此，基于芘并采用一種成熟的工業染料進行石墨烯剝離方法也已經被擴展至用于加工聚合物中的石墨烯。.45 相同的芘磺酸對于其他二維材料如氮化硼(Aldrich貨號255475和790532)、二硫化鎢(Aldrich貨號243639和790583)、硫化鉬(Aldrich貨號 234842和69860)、硒化物和碲化物也展現出了相似的增溶能力(圖2)。這些材料可基于2D材料不同層用于光電探測器的制造。44
圖2. A) 用于超分子石墨剝離的四種芘衍生物化學式比較. B)使用芘衍生物生成的二維晶體分散光學圖像(編號1、2、3、4與(A)中展示的有機染料的磺酸基團標號對應)8,44
在基于超分子相互作用進行非共價修飾的同時，世界范圍內也提出了一些將功能性有機材料共價結合到石墨烯和氧化石墨烯上的不同合成方法。開發更高效和可控的合成方案來實現這一目標是一個具有挑戰性的問題�？紤]到石墨烯的分散性差和固有的惰性化學結構，它的反應性遠遠低于氧化石墨烯，而且大多數主要依賴于自由基或親雙烯體與C=C鍵之間形成的共價鍵。46,47相反，氧化石墨烯可進行典型的羧化、羰基化、環氧化和羥基化反應，因而比石墨烯更容易進行修飾。氧化石墨烯官能化的最常見合成方法是通過對羧基部分進行活化，隨后與親核基團(即胺37))發生反應。一種最近提出的氧化石墨烯官能化替代方案依賴于由MW輻射所促進的表面氧代基團的甲硅烷基化。該方法可用于在氧化石墨烯片材表面上嫁接三烷氧基硅烷封端的π-偶聯發色基團。36
一些作者研究了功能性分子材料的性質如何影響石墨烯在物理摻雜48–50 或共價移植后的行為。37,51 同時，關于石墨烯的存在如何影響分子性質的問題依然存在。眾所周知，石墨烯和氧化石墨烯可對發光分子的光電子發射實現強淬滅，52–54 但是這種相互作用受到石墨烯有機合成體系納米尺度結構的影響又有多大？通過在納米尺度上設計系統的結構，可以調整這種相互作用。例如，當使用柔性烷基接頭將寡聚噻吩染料連接至氧化石墨烯后，可觀察到較低的淬滅(約16%)，37 而用較短的連接體則會獲得較強的淬滅(約60%)，51 并且當把氧化石墨烯沉積在相同的寡聚噻吩(Aldrich貨號547905和594687)52的自組裝單層上時將會發生完全的淬滅(見圖3A)。
圖3. A) 氧化石墨烯對SiOx上寡聚噻吩分子薄層上熒光的淬滅；52 B) 通過使用寡聚噻吩染料進行氧化石墨烯官能化并采用柔性接頭時獲取的熒光氧化石墨烯片材；37C) GO-寡聚噻吩共價復合物在EtOH中性pH下，通過HCl的酸化以及在正常光(頂部)和紫外照射(底部)下用三乙胺(TEA)(從左至右)進行重新中和，而顯示出的可逆發光轉換。37
除了熒光淬滅之外，相同的寡聚噻吩-GO復合物還被用來研究如何將分子束縛在氧化石墨烯中來影響其化學物理性質。分子在溶劑中分離時會表現出不同于束縛在大量宏觀表面上的性質。然而，與石墨烯或氧化石墨烯所連接的分子則情況有所不同，因為二維片材的尺寸遠大于常見的分子。實際上，這與在常規的宏觀表面附著更為相似，但又同時可溶于溶液中。5 我們使用pH敏感的熒光發光來檢測氧化石墨烯與三苯噻吩染料的相互作用，以確定當分子在游離溶液或束縛在氧化石墨烯上時將會發生怎么的熒光變化(圖3B-C)。我們發現與氧化石墨烯的共價連接并不會干擾染料的吸收和發光性質，特別是其pH敏感性。
從溶液到真實的材料
一旦石墨烯(或化學修飾的石墨烯)的二維片材已經在溶液中被處理并官能化(通過利用超分子相互作用或通過氧化石墨烯)，則可以很容易地將它們沉積在具有微/納電極的硅基片上以制作如晶體管或傳感器的器件。利用石墨烯和有機材料之間的高加工性和可輕松轉移電荷的優勢，可制備具有可調滲流的器件，使其能夠將RGO的良好電荷遷移率與有機材料的半導體行為相結合。
最近發表的一些實例包括RGO /聚(3-己基噻吩)雙層18、石墨烯/苯基辛烷和石墨烯/花生酸雜合物，55以及石墨烯與高性能半導體聚合物的雜合如聚[N,N-9-雙(2-辛基十二烷基)-萘-1,4,5,8-雙(二甲酰亞胺)-2,6-二基]-alt-5,59-(2,29-二噻吩)]和(P(NDI2OD-T2))。56
石墨烯和有機物可以同時沉積形成厚雜合混合物，55,56或依次形成雙層。18
利用有機π-偶聯分子可剝離石墨的能力，8,55可使用在器件上進行有機材料沉積相同的溶液中進行石墨烯的剝離�；蛘撸梢允褂没诟敖浀洹比軇┑姆窃粌啥畏▉韯冸x石墨并隨后與有機半導體進行混合。56通過使用合適的溶劑并施加電場，可實現在源極、漏極或電極之間進行選擇性地片材沉積。57,58
在更復雜的多層結構中進行石墨烯處理
除了簡單混合物或混有半導體聚合物的雙層之外，通過利用化學修飾的石墨烯而帶來的可加工性和調節性增強可實現更復雜結構的構建。
多層的“三明治式”結構可通過使用高質量石墨烯的逐層(LbL)沉積來替換1-芘丁酸N-羥基琥珀酰亞胺的自組裝單層而實現工程化。由于石墨烯摻雜了芘，這種多層結構與純石墨烯相比電導率增加了六個數量級。59
在一種類似的方法中，可以使用LbL產生氧化石墨烯的多層結構來替換聚賴氨酸。在加熱到800 °C，氧化石墨烯將會被還原并摻雜聚賴氨酸，產生具有～488 F/cm3的超高體積電容和高達2,000 V/s優異倍率的微型超級電容器。
具有二維多孔性的氧化石墨烯結構可通過使用具有可變長度接頭的共價官能化來獲得。例如，氧化石墨烯(GO)的對苯二甲胺插層反應是一種制備柱狀石墨烯材料的簡易便捷方法。60沿著石墨烯c-軸的這種限制系統的產生(共價“縫合”)，因為對苯二甲胺(Aldrich貨號279633)與相鄰氧化石墨烯片材的環氧化物表面基團之間的交聯過程，與原始氧化石墨烯相比可實現層間距離的顯著改變。氧化石墨烯層間距離的增加可使材料孔隙率增加，而比表面積比原始氧化石墨烯高出5倍。
相應獲得的這種更粗粒的結構，可形成經溶劑剝離的的石墨烯片材和真空升華金屬錫薄層的多層。在Ar/H2中于300 °C退火后，錫層可分解成隔離的納米柱，作為電池中石墨烯的間隔物和鋰離子儲存池(圖4A)61。
這樣所形成的3D多層納米結構可直接用作可充電鋰離子電池的陽極材料，而不需要添加任何聚合物粘合劑或炭黑。電化學測量表明在5 A g–1的高電流密度下可具有非常高的可逆容量和出色的循環性能。這是一個說明如何通過將液體處理與如熱蒸發的真空技術相結合來獲得新結構的一個很好的例子。
在另一個例子中，使用離子液體官能化氧化石墨烯片材作為形狀引導劑和間苯二酚/甲醛聚合物作為碳前體，獲得嵌入多孔碳(PC)中的高度均勻的氧化石墨烯三明治結構。 獲得的PC/GO/PC多層三明治結構顯示出優異的倍率性能，在5 mV s–1 時可具有341 F g–1的高比電容，并且在沒有任何導電添加劑的35,000次循環下仍具有良好的循環穩定性。
石墨烯復合材料在溶液中或者在平坦基底上極薄層中產生的單層水平石墨烯復合材料主要用于電子應用。當擴展到更大的規模時，可通過使用介觀模板來構建更為復雜的結構，從而獲得大量宏觀的分層材料。
將復雜性增加至宏觀：用于能量儲存或催化的泡沫
通過對于氧化石墨烯的氧化、還原和化學官能化實驗，不同類型的二維片材可以被處理，甚至可以直接在幾乎任何微米或納米多孔模板如金屬62,63、聚合物泡沫64、無機ZnO納米晶體65或乳液中的水有機液體界面上進行生成。石66,67 墨烯可用于包裹或涂覆其他納米結構68甚至是電極。58 相反，其表面可涂覆其他材料作為二維基材以支持導電性較差或堅固性較差的材料。69,71
這些結構通常在視覺上很漂亮(圖4-5)，但從技術角度來看也很有趣，因為它們可以通過其他具有與石墨烯相協調和互補特性的材料實現進一步的官能化。
圖4. A) 石墨烯/Sn納米柱納米結構制備過程示意圖及相應的SEM圖像；B) 合成RGO支持的Sn/C納米線纜的過程示意圖及相應的SEM圖像。71
圖5. 使用 A) 金屬泡沫，B) 聚合泡沫或C-E) 液體乳液的石墨烯3D結構模板
石墨烯具有出色的電學、光學、機械和熱學性能，但它也不是向媒體宣傳那樣擅長一切。其他一些材料對于能源應用具有更好的性能；如對于贗電容器電極來說，Fe2O3具有很高的理論容量(1,007 mA h g–1)，比常用的石墨材料(372 mA h g–1)要好得多，是一種具有廣泛前景且低成本、含量豐富并且無毒的電極替代材料。 然而，由于其低導電性和較差的循環穩定性，Fe2O3電極的實際應用也受到了限制。因此，將石墨烯和Fe2O3進行組合用于下一代電池的開發將會意義重大。
我們利用電化學和溶液處理技術的組合，生產出了含有Fe2O3 并可用于儲存能量的分層石墨烯復合材料。電化學剝離氧化石墨烯(EGO)片材使用定制的裝置進行生產，該裝置可實現石墨片材的快速膨脹并通過電化學途徑進行有效地膨脹石墨剝離。將所得片材與氫氧化鐵膠體前體一起沉積在一次性鎳泡沫上。隨后的煅燒處理同時使EGO泡沫導電并將Fe(OH)3 轉化成赤鐵礦(α-Fe2O3)，從而在中孔EGO泡沫的表面產生納米多孔Fe2O3 層。由此產生的石墨烯/金屬氧化物混合物是一種連續的導電三維復合材料是用于鋰儲存(圖6)的理想中-納米多孔分層結構(圖7A-D)。通過使用液體處理技術，納米結構材料可以通過調節Fe2O3:EGO的比率來進行優化，使得標準紐扣電池電極的性能達到最大化。63
因為Fe2O3納米多孔涂層的裝飾，初始放電容量可以提高到701 mAh g–1，從而達到與市售電池相當的電容量，并且在第一次放電/充電循環之后還可以保持較高的能量容量(圖7E)。
圖6. 示意圖展示在鎳金屬泡沫上模板輔助沉積電化學剝離氧化石墨烯(EGO)，并持續還原以得到未涂覆或涂覆有氧化鐵(赤鐵礦)的導電泡沫(GF)
圖7. A) 用納米多孔氧化鐵層涂覆的介孔導電石墨烯泡沫的SEM圖像；B) A)的插圖；C) Fe2O3/GF多孔層的層級結構示意圖；D)原始Ni泡沫、GF和Fe2O3/GF樣品的比較照片；E) 通過調節Fe2O3:GF比率而獲得的特殊容量值。63
除了能量儲存之外，催化也是使用石墨烯基多孔結構的另一個具有應用前景的領域。特別是，石墨烯材料作為燃料電池中的氧還原反應(ORR)這一關鍵過程的有效陰極催化劑，已經顯現出了應用的前景。
Fe3O4/石墨烯泡沫在堿性介質中比起更常規的材料(如N摻雜的碳黑或N摻雜的石墨烯片)所支持的Fe3O4納米顆粒在氧化還原反應中具有更正向的起始勢、更高的陰極密度和更高的電子轉移數。這種改善可歸因于3D大孔的作用和石墨烯載體的高比表面積所帶來的ORR性能提高。69 更為先進的電化學能量儲存和轉化的多孔石墨烯材料的詳細綜述可參考文獻72。
總結
石墨烯化學剝離、加工和官能化領域目前正在急速發展，每個月都會多項科學成果發表。預計未來幾年這種趨勢將會繼續加速，因為標準化的質量、可良好控制的性能和低成本的石墨烯在世界各地的工業領域得到了更加廣泛的應用。多層石墨烯粉末的價格已趨于合理，使得石墨烯復合材料也可受到終端市場的接受。此外，化學官能化可以增強石墨烯與復合材料中聚合物基體的相互作用，以改善機械性能，同時僅需使用非常少量的石墨烯。
除了其杰出的電子性能外，石墨烯的化學多功能性和可加工性也使得具有前所未有先進功能的極其廣泛的材料的生產成為可能。事實上，化學領域本身也正在經歷因石墨烯刺激而帶來的復興。常規有機化學方法需要對石墨烯進行適當的修改，而這對有機化學家來說十分具有挑戰性。同時，為了得到不同的復合材料，必須開發新穎的合成方法：從涂覆有薄層分子的簡單石墨烯片材、石墨烯和有機材料的大塊復合材料，到將石墨烯作為一個三維、堅固并具有多功能的高級結構與有機、無機甚至生物材料相結合的復雜組合形式。
致謝
這些研究結果的產生受到了“歐盟第七框架計劃”的資助，并遵守EC Marie-Curie ITN- iSwitch (資助編號642196) 、石墨烯旗艦項目資助編號為604391的資助協議。UPGRADE計劃感謝“第七框架計劃”中“未來及新興技術項目”對于歐盟委員會中相關研究的資助(FET開放資助編號309056)。我們也感謝Regione Emilia-Romagna – Attività I.1.1的FESR 2007-2013實施項目。
參考文獻
01、Sechi, G.； Bedognetti, D.； Sgarrella, F.； Van Eperen, L.； Marincola, F. M.； Bianco, A.； Delogu, L. G. Nanomedicine 2014, 9, 1475–1486.
02、Paton, K. R.； Varrla, E.； Backes, C.； et al. Nat Mater 2014, 13, 624–630.
03、Novoselov, K. S.； Fal’ko, V. I.； Colombo, L.； Gellert, P. R.； Schwab, M. G.； Kim, K. Nature 2012, 490, 192–200.
04、Ferrari, A. C.； Bonaccorso, F.； Falko, V.； et al. Nanoscale 2014, DOI: 10.1039/C1034NR01600A
05、Palermo, V.； Chemical Communications 2013, 49, 2848–2857.
06、Schlierf, A.； Samor, P.； Palermo, V. Journal of Materials Chemistry C 2014, 2, 3129–3143.
07、Coleman, J. N. Accounts of Chemical Research 2013, 46, 14–22.
08、Schlierf, A.； Yang, H. F.； Gebremedhn, E.； et al., Nanoscale 2013, 5, 4205–4216.
09、Kozhemyakina, N. V.； Englert, J. M.； Yang, G. A.； Spiecker, E.； Schmidt, C. D.； Hauke, F.； Hirsch, A. Advanced Materials 2010, 22, 5483–5487.
10、Bagri, A.； Mattevi, C.； Acik, M.； Chabal, Y. J.； Chhowalla, M.； Shenoy, V. B. Nature Chemistry 2010, 2, 581–587.
11、Mattevi, C.； Eda, G.； Agnoli, S.； et al. Adv. Funct. Mater. 2009, 19, 2577–2583.
12、Park, S.； Ruoff, R. S. Nature Nanotechnology 2009, 4, 217–224.
13、Panzavolta, S.； Bracci, B.； Gualandi, C.； et al. Carbon 2014, 78, 566–577.
14、Zhao, X.； Xu, Z.； Zheng, B.； Gao, C. Scientific Reports 2013, 3, #3164.
15、Schopp, S.； Thomann, R.； Ratzsch, K.-F.； Kerling, S.； Altstaedt, V.； Muelhaupt, R. Macromolecular Materials and Engineering 2014, 299, 319–329.
16、Borini, S.； White, R.； Wei, D.； Astley, M.； Haque, S.； Spigone, E.； Harris, N.； Kivioja, J.； Ryhanen, T. ACS Nano 2013, 7, 11166–11173.
17、Prezioso, S.； Perrozzi, F.； Giancaterini, L.； Cantalini, C.； Treossi, E.； Palermo, V.； Nardone, M.； Santucci, S.； Ottaviano, L. Journal of Physical Chemistry C 2013, 117, 10683–10690.
18、Liscio, A.； Veronese, G. P.； Treossi, E.； Suriano, F.； Rossella, F.； Bellani, V.； Rizzoli, R.； Samori, P.； Palermo, V. Journal of Materials Chemistry 2011, 21, 2924–2931.
19、S. Rapino, V.； Treossi, E.； Palermo, V.； Marcaccio, M.； Paolucci, F.； Zerbetto, F. Chemical Communications 2014, 50, 13117–13120.
20、Liu, Z.； Parvez, K.； Li, R.； Dong, R.； Feng, X.； Mullen, K. Advanced materials (Deerfield Beach, Fla.) 2015, 27, 669–675.
21、Palermo, V.； Samori, P. Angewandte Chemie-International Edition 2007, 46, 4428–4432.
22、Xia, Z. Y.； Pezzini, S.； Treossi, E.； Giambastiani, G.； Corticelli, F.； Morandi, V.； Zanelli, A.； Bellani, V.； Palermo, V. Advanced Functional Materials 2013, 23, 4684–4693.
23、Georgakilas, V.； Otyepka, M.； Bourlinos, A. B.； Chandra, V.； Kim, N.； Kemp, K. C.； Hobza, P.； Zboril, R.； Kim, K. S. Chem Rev 2012, 112, 6156–6214.
24、Englert, J. M.； Rohrl, J.； Schmidt, C. D.； Graupner, R.； Hundhausen, M.； Hauke, F.； Hirsch, A. Advanced Materials 2009, 21, 4265–4269.
25、Backes, C.； Schmidt, C. D.； Rosenlehner, K.； Hauke, F.； Coleman, J. N.； Hirsch, A. Advanced Materials 2010, 22, 788–802.
26、Yang, H.； Hernandez, Y. ； Schlierf, A.； et al. Carbon 2013, 53, 357–365.
27、Parviz, D.； Das, S.； Ahmed, H. S. T.； Irin, F.； Bhattacharia, S.； Green, M. J. ACS Nano 2012, 6, 8857–8867.
28、Su, Q.； Pang, S.； Alijani, V.； Li, C.； Feng, X.； Muellen, K. Advanced Materials 2009, 21, 3191.
29、An, X.； Butler, T. W.； Washington, M.； Nayak, S. K.； Kar, S. ACS Nano 2011, 5, 1003–1011.
30、Geng, J.； Kong, B.-S.； Yang, S. B.； Jung, H.-T. Chemical Communications 2010, 46, 5091–5093.
31、Xu, Y.； Zhao, L.； Bai, H.； Hong, W.； Li, C.； Shi, G. Journal of the American Chemical Society 2009, 131, 13490–13497.
32、Xu, Y. F.； Liu, Z. B.； Zhang, X. L.； Wang, Y.； Tian, J. G.； Huang, Y.； Ma, Y. F.； Zhang, X. Y.； Chen, Y. S. Adv. Mater. 2009, 21, 1275.
33、Tu, W.； Lei, J.； Zhang, S.； Ju, H. Chemistry-a European Journal 2010, 16, 10771–10777.
34、(34) Geng, J.； Jung, H.-T. Journal of Physical Chemistry C 2010, 114, 8227–8234.
35、Zhang, X. Y.； Huang, Y.； Wang, Y.； Ma, Y. F.； Liu, Z. F.； Chen, Y. S. Carbon 2009, 47, 334–337.
36、Melucci, M.； Treossi, E.； Ortolani, L.； Giambastiani, G.； Morandi, V.； Klar, P.； Casiraghi, C.； Samori, P.； Palermo, V. Journal of Materials Chemistry 2010, 20, 9052–9060.
37、Melucci, M.； Durso, M.； Zambianchi, M.； et al. Journal of Materials Chemistry 2012, 22, 18237–18243.
38、Liu, Y. S.； Zhou, J. Y.； Zhang, X. L.； Liu, Z. B.； Wan, X. J.； Tian, J. G.； Wang, T.； Chen, Y. S. Carbon 2009, 47, 3113–3121.
39、Saxena, A. P.； Deepa, M.； Joshi, A. G.； Bhandari, S.； Srivastava, A. K. ACS Applied Materials & Interfaces 2011, 3, 1115–1126.
40、Quintana, M.； Montellano, A.； Castillo, A. E. D.； Van Tendeloo, G.； Bittencourt, C.； Prato, M. Chemical Communications 2011, 47, 9330–9332.
41、Su, C.； Tandiana, R.； Balapanuru, J.； Tang, W.； Pareek, K.； Nai, C. T.； Hayashi, T.； Loh, K. P. Journal of the American Chemical Society 2015, 137, 685.
42、He, S. J.； Song, B.； Li, D.； et al. Advanced Functional Materials 2009, 20, 453–459.
43、Patil, A. J.； Vickery, J. L.； Scott, T. B.； Mann, S. Advanced Materials 2009, 21, 3159.
44、Yang, H.； Withers, F.； Gebremedhn, E.； et al. 2D Materials 2014, 1, 011012.
45、Schlierf, A.； Cha, K.； Schwab, M. G.； Samori, P.； Palermo, V. 2D Materials 2014, 1, 035006.
46、Sinitskii, A.； Dimiev, A.； Corley, D. A.； Fursina, A. A.； Kosynkin, D. V.； Tour, J. M. ACS Nano 2010, 4, 1949–1954.
47、Niyogi, S.； Bekyarova, E.； Itkis, M. E.； et al. Nano Letters 2010, 10, 4061–4066.
48、Coletti, C.； Riedl, C.； Lee, D. S.； Krauss, B.； Patthey, L.； von Klitzing, K.； Smet, J. H.； Starke, U. Phys. Rev. B 2010, 81, #235401.
49、Zhang, Y. H.； Zhou, K. G.； Xie, K. F.； Zeng, J.； Zhang, H. L.； Peng, Y. Nanotechnology 2010, 21, #065201.
50、Dong, X. C.； Fu, D. L.； Fang, W. J.； Shi, Y. M.； Chen, P.； Li, L. J. Small 2009, 5, 1422–1426.
51、Melucci, M.； Treossi, E.； Ortolani, L.； Giambastiani, G.； Morandi, V.； Klar, P.； Casiraghi, C.； Samori, P.； Palermo, V. Journal of Materials Chemistry 2010, 20, 9052–9060.
52、Treossi, E.； Melucci, M.； Liscio, A.； Gazzano, M.； Samori, P.； Palermo, V. Journal of the American Chemical Society 2009, 131, 15576–15577.
53、Kim, J.； Cote, L. J.； Kim, F.； Huang, J. X. Journal of the American Chemical Society 2010, 132, 260–267.
54、Gaudreau, L.； Tielrooij, K. J.； Prawiroatmodjo, G. E. D. K.； Osmond, J.； de Abajo, F. J. G.； Koppens, F. H. L. Nano Letters 2013, 13, 2030–2035.
55、Ciesielski, A.； Haar, S.； El Gemayel, M.； et al. Angewandte Chemie-International Edition 2014, 53, 10355–10361.
56、El Gemayel, M.； Haar, S.； Liscio, F.； et al. Advanced Materials 2014, 26, 4814.
57、Mativetsky, J. M.； Liscio, A.； Treossi, E.； Orgiu, E.； Zanelli, A.； Samori, P.； Palermo, V. Journal of the American Chemical Society 2011, 133, 14320–14326.
58、Mativetsky, J. M.； Treossi, E.； Orgiu, E.； Melucci, M.； Veronese, G. P.； Samori, P.； Palermo, V. Journal of the American Chemical Society 2010, 132, 14130–14136.
59、Liu, Y.； Yuan, L.； Yang, M.； et al. Nature Communications 2014, 5, #5461.
60、Tsoufis, T.； Tuci, G.； Caporali, S.； Gournis, D.； Giambastiani, G. Carbon 2013, 59, 100–108.
61、Ji, L. W.； Tan, Z. K.； Kuykendall, T.； An, E. J.； Fu, Y. B.； Battaglia, V.； Zhang, Y. G. Energy & Environmental Science 2011, 4, 3611–3616.
62、Chen, Z. P.； Ren, W. C.； Gao, L. B.； Liu, B. L.； Pei, S. F.； Cheng, H. M. Nature Materials 2011, 10, 424–428.
63、Xia, Z. Y.； Wei, D.； Anitowska, E.； et al. Carbon 2015, 84, 254–262.
64、Yao, H.-B.； Ge, J.； Wang, C.-F.； Wang, X.； Hu, W.； Zheng, Z.-J.； Ni, Y.； Yu, S.-H. Advanced Materials 2013, 25, 6692–6698.
65、Mecklenburg, M.； Schuchardt, A.； Mishra, Y. K.； Kaps, S.； Adelung, R.； Lotnyk, A.； Kienle, L.； Schulte, K. Advanced Materials 2012, 24, 3486–3490.
66、Zou, J.； Kim, F. Nature Communications 2014, 5, #5254.
67、Barg, S.； Perez, F. M.； Ni, N.； et al. Nature Communications 2014, 5, #4328.
68、Wei, W.； Yang, S.； Zhou, H.； Lieberwirth, I.； Feng, X.； Muellen, K. Advanced Materials 2013, 25, 2909–2914.
69、Wu, Z. S.； Yang, S. B.； Sun, Y.； Parvez, K.； Feng, X. L.； Mullen, K. Journal of the American Chemical Society 2012, 134, 9082–9085.
70、Jin, Z.-Y.； Lu, A.-H.； Xu, Y.-Y.； Zhang, J.-T.； Li, W.-C. Advanced Materials 2014, 26, 3700–3705.
71、Luo, B.； Wang, B.； Liang, M.； Ning, J.； Li, X.； Zhi, L. Advanced Materials 2012, 24, 1405–1409.
72、Han, S.； Wu, D.； Li, S.； Zhang, F.； Feng, X. Advanced Materials 2014, 26, 849–864.
