项目名称：石墨烯材料的宏量可控制备及其应用基础研究首席科学家：石高全清华大学起止年限：2012.1 至 2016.8 依托部门：教育部一、关键科学问题及研究内容本项目拟开展的研究方向属于“国家重大科学研究计划—纳米研究”指南中“纳米材料的宏量可控制备与应用”方向。以新型二维纳米材料—石墨烯功能材料体系为研究对象， 针对我国在原创性基础研究和具有重大应用前景的新型纳米材料领域的重大需求， 建立高质量石墨烯的化学制备方法以及高质量大面积石墨烯的表面控制生长技术。 实现石墨烯材料的可控有序组装与复合，揭示石墨烯纳米片的尺寸效应，界面性质和协同作用。进一步弄清石墨烯材料的表面、边缘态、缺陷态等结构因素带来的新现象和新功能。利用宏量制备石墨烯开发石墨烯材料在能量存储方面应用和大面积石墨烯材料在新原理的柔性磁电器件等方面的实际应用。拟解决的关键科学问题 ：1． 建立结构、性能可控的石墨烯大批量、低成本化学制备技术，探讨石墨烯制备和生长过程中的机理和结构控制途径。基本解决石墨烯的层数、尺寸、缺陷控制方面的基础理论与技术问题。矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。2． 弄清大面积石墨烯薄膜的成核、生长原理，建立一种高质量石墨烯薄膜的廉价、高效制备技术。解决基底生长石墨烯导电性和载流子迁移率低的问题。聞創沟燴鐺險爱氇谴净。3． 克服石墨烯材料分散性差，不易加工成型的缺点。通过自组装和纳米复合建立微 / 纳米尺寸石墨烯片与大块或大面积实用材料之间的桥梁。总结石墨烯片自组装和纳米复合的一般规律。残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。4． 揭示石墨烯材料中的尺寸效应，协同与界面作用的分子与结构机理。建立石墨烯边缘态、缺陷态的控制理论和技术。弄清基底或覆盖物作用下石墨烯有限体系的电子和自旋磁性的调控机制。探索边缘稳定、结构可控的石墨烯纳米结构的实现途径、可控制备方法。酽锕极額閉镇桧猪訣锥。5． 系统解决石墨烯器件中材料比表面积小、载流子迁移率低， 稳定性差等问题。研制出具有实用价值的石墨烯基超级电容器，新原理磁电器件和量子器件等。彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。针对以上五个科学问题，拟开展的研究内容包括：1．石墨烯的化学可控制备石墨烯的宏量制备是关于该材料基础研究与工业应用的核心问题之一。目前获得宏量石墨烯的有效途径是首先利用氧化剂化学剥离石墨获得氧化石墨烯，然后通过化学或热还原技术部分修复氧化石墨烯的共轭骨架，得到化学转化石墨烯。然而，该方法条件...
