浙江大学高超团队氧化石墨烯二维大分子综述：分子行为、宏观组装及多功能应用学术资讯

来源：材料科学前沿

石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化轨道组合而成的六边形单层二维网络。由于其具有优异的力学、电学、热学、光学以及磁学性能，石墨烯被称为下一代的“新材料之王”。然而，石墨烯同时面临着难浸润、难分散、难加工的问题。氧化石墨烯是石墨烯重要的前驱体，可以认为是二维大分子，由于引入众多官能团，具有高度可溶、易改性、易加工的特性，是一种活的组装基元（living building block）。

利用氧化石墨烯分子进行宏观组装是溶液法制备石墨烯的重要方法。然而，相比于传统的一维大分子，氧化石墨烯二维大分子的理论体系还没有真正地建立完善起来，包括分子的精确调控，流变物理学、改性方法学的建立，以及非可替代性关键应用的探索等。因此，阐明氧化石墨烯二维大分子的物理化学性质以及结构性能关系，对于石墨烯材料的应用具有重要的科学意义及产业价值。尽管已有多篇石墨烯或者氧化石墨烯的综述发表，但是从分子学角度进行阐述的综述不多。

浙江大学高超教授团队在特约综述中，全方面阐述了氧化石墨烯二维大分子的制备方法、化学结构和物理性质，氧化石墨烯的构象、溶剂化和流变行为，氧化石墨烯的原子掺杂和功能化，氧化石墨烯的的液晶行为、宏观组装及其杂化材料，包括一维石墨烯纤维、二维石墨烯膜以及三维石墨烯框架，特别是对相应组装材料的机械强度、柔性、导电、导热等性能做了详细的阐述。

该综述对氧化石墨烯二维大分子及石墨烯基功能材料方向提出四个展望：（1）氧化石墨烯分子的精确调控是一个挑战，包括晶畴大小、碳氧比、缺陷度、形貌调控等。（2）氧化石墨烯二维大分子物理学有待于建立，包括构象、相分离、溶解动力学、热力学、界面行为等的研究。（3）氧化石墨烯及其组装材料的精确可控掺杂、插层、官能化等领域值得深入研究。（4）石墨烯膜的垂直方向导热率亟待提高，以解决日益增长的高效散热器的需求，特别是在柔性手机散热上的应用。

上述综述以封面形式发表在《Chinese Journal of Polymer Science》2021年第3期(doi: 10.1007/s10118-021-2515-1)，题为“A Review on Graphene Oxide Two-dimensional Macromolecules: from Single Molecules to Macro-assembly”，方文章博士为第一作者，高超教授为通讯作者。