石墨烯納米帶(GNRs)作為下一代半導體材料之一，引起了人們的注意。其電性能受寬度和邊緣的結構控制?，F在有兩種方法加工GNR，“從上到下”，“從下到上”。“從下到上”的液相加工方法，可以大規模生產(chǎn)出設計結構的石墨烯納米帶。但由于化學(xué)合成的GNRs沒(méi)有側基和官能團，只有短烷基鏈，嚴重的限制了溶液加工性，因此需要更多的基礎研究。
【成果簡(jiǎn)介】
最近，上海交通大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院馮新亮教授和上海交通大學(xué)特別研究員麥亦勇（共同通訊作者）等在JACS上報道成果研發(fā)一種聚氧化乙烷功能化石墨烯納米帶，使得石墨烯納米帶在常見(jiàn)有機溶劑中溶解度有很大的提升，為研究GNRs的性能提供了可能：GNRs在常規溶劑中易聚集，從而影響了GNRs熒光發(fā)光現象；掃描探針顯微鏡發(fā)現PEO-GNR的自組裝行為；GNR為基體的薄膜型場(chǎng)效應晶體管的載流子遷移率可以達到0.3cm2／(Vs)等。
【圖文導讀】
圖1 聚環(huán)氧乙烷功能化石墨烯納米帶的合成路線(xiàn)圖
圖2 聚氧化乙烯功能化石墨烯納米帶結構和性能表征
聚氧化乙烯功能化石墨烯納米帶中的PEO的接枝率為46%，因此得到的GNRs在有機溶劑中表現出很強的分散性。由拉曼光譜譜圖a可知，GNRs的結構不會(huì )受到功能官能團的影響，依然表現出精確的小尺寸結構。
圖b表示的是不同功能化基團對GNRs的分散性的影響是不同的。在THF中溶解度可達1mg/mL(GNR為主)，且分散穩定保持至少1天。GNR-COOCH3和GNR-COOH不能均勻分散在四氫呋喃中，超聲之后幾分鐘就會(huì )看到沉淀。GNR-COOCH3和GNR-COOH在THF中的最高溶解度分別為0.02mg/mL，0.05mg/mL. 由此作者得出，PEO-GRN在常規溶劑中有著(zhù)良好的分散性。
圖c為紫外光譜圖，在四氫呋喃中，GNR-COOCHS，GNR-COOH，GNR-PEO的光譜沒(méi)有太大差別，而在水中，GNR-PEO有明顯的偏移，表明其結構出現了變化。
圖d表示PEO-GNR在水中GNR強的聚集作用使得熒光效應完全消失了。
【展望】
良好的分散性不僅為更深層次理解GNRs的物理化學(xué)性能提供了可能，還有很好的發(fā)展前景。因此，聚合物功能化提供了GNRs相關(guān)研究的發(fā)展機會(huì )。
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