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1、專題1：石墨烯及氧化石墨烯制備與性能研究2010年諾貝爾物理學獎授予英國曼徹斯特大學兩位俄裔物理學家——安德烈·海姆和康斯坦丁·肖洛夫，以表彰他們有關二維材料石墨烯的開創(chuàng)性實驗。石墨烯是普通碳元素的平面薄層結構，只有一個原子的厚度，這種結構的碳具有異常完美的，起源于量子物理學奇異世界的特性。瑞典皇家科學院向大眾介紹石墨烯的通報中說道：“它是完全新的材料，不僅最薄，而且最強，作為電導體，它的導電性能像銅那么好；作為熱導體，它勝過目前已知的所有其他材料。它幾乎完全透明，但又稠密的最小的氣態(tài)原子，哪怕是氦都無法穿越。碳是地球上所有生命的基礎，卻又再一次讓我們大為驚奇
2、”。提到石墨烯，不得不提它略帶神奇的發(fā)現過程，當時海姆提供給來自中國的博士生姜達一小片幾毫米厚、直徑1in的熱解石墨，建議他用拋光機做成石墨薄膜，幾個月后姜達宣布達到了最低的厚度，大約有10um厚，太厚了，海姆建議他試試更細的拋光液，結果，姜達把整個石墨片都拋光了，一位來自烏克蘭的同事奧勒格插嘴說，為什么不用透明膠帶剝取石墨片，海姆立刻用顯微鏡觀察用膠帶剝取下的石墨殘片，發(fā)現比姜達拋光的薄膜還要薄。海姆這才意識到用拋光機有多么愚蠢。海姆和肖洛夫商量，決定檢測透明膠帶剝下的石墨碎片的電學性能，沒想到奇跡出現了，他把放在硅基上的石墨碎片置于顯微鏡之下觀察干涉條紋，
3、竟然顯示出碎片是透明的。接著，他用銀粉漆給石墨碎片安上電極，驚奇的發(fā)現，這些碎片高度導電，顯示出非常明顯的電場效應。幾個月后，他們已經用光學顯微鏡和原子顯微鏡確證單層石墨烯的存在。他們還發(fā)現，一經離析出來的石墨原子平面在普通環(huán)境下條件仍然穩(wěn)定，并且保持連續(xù)和導電。在電子顯微鏡下的石墨烯片，其碳原子間距僅0.14nm。石墨烯具有獨特的電子輸運性質，且在室溫下石具有半整數量子霍爾效應，可以作為研究相對論量子現象的實驗平臺。石墨烯中的電子沒有質量，電子的運動速度超過了在其他金屬單體或是半導體中的運動速度，能夠達到光速的1/300，正因如此，石墨烯擁有超強的導電性。每
4、每談到石墨烯，人們往往感嘆中國人因此失去了獲得諾貝爾物理學獎的機會。然而，每一個看似偶然的結果之后往往有其必然的因素。姜達用拋光機無法拋出極薄的石墨，卻沒有及時思考改變試驗方法，而是輕易放棄。這獲獎的機會，只能是拱手相讓于人了。石墨烯一經發(fā)現，引起一股極大的研究風潮。（1）武漢理工大學的呂翔及其導師吳力立使用改進的Hummers法和超聲剝離法制備氧化石墨烯，再使用化學還原法制備出石墨烯。在此過程中使用聚丙烯酰胺（PAM）對氧化石墨烯進行接枝，然后還原PAM接枝的氧化石墨烯獲得PAM改性的石墨烯產物，通過TEM、紅外光譜和拉曼光譜等測試手段對產物結構及其在水中的
5、分散性做了系統的表征，證明所制石墨烯的片層數量少于8層，證明了對改性石墨烯的成功制備以及在水中的分散性的提高。在制備石墨烯過程中，使用KH-560對石墨烯進行表面親油改性，顯示出石墨烯對環(huán)氧樹脂的電學性能改善，與乙醇的相容性大大改善。獲得了穩(wěn)定的改性石墨烯。（2）合肥工業(yè)大學的王申竹研究員及其導師王平華教授研究氧化石墨烯功能化改性。采用相轉移催化（PTC）合成了一種帶羥基的二硫代酯類RAFT試劑，PTC法的反應時間縮短，產率提高一倍，利用PTC法高產率合成了另外兩種不同的二硫代酯類和RAFT試劑，研究了三種不同催化劑對產率的影響，研究表明，采用TBAB時，產物
6、易于提純，產率最高，反應時間最短，為高效率合成RAFT試劑提供了一種新方法。同時，用改進的Hummers法制備氧化石墨，采用過量TDI與GO表面羥基反應，在GO表面接枝PS改善氧化石墨烯在有機溶劑中的分散穩(wěn)定性。（3）電子科技大學的孫昊和曾葆青教授則研究了石墨烯的尺寸控制研究，系統地研究了兩種原材料不同的石墨烯制備方法，并使用透析技術對除酸過程進行了改進，提高實驗效率，采用不同原材料，通過化學氧化插層、熱膨脹、沉降并還原的過程對氧化石墨烯的層數進行了控制，通過差速離心法，對氧化石墨烯的尺寸進行了控制篩選，利用電泳法在ITO玻璃基底上制備FED熒光屏，通過與重力
7、沉淀法的對比，證實了其良好的致密性、均勻性和亮度穩(wěn)定性。參考文獻：1、《2010諾貝爾物理學家——二維材料石墨烯》清華大學出版社2、《石墨烯的制備及高分子改性》武漢理工大學呂翔3、《氧化石墨烯功能化改性》合肥工業(yè)大學王申竹4、《石墨烯的尺寸控制研究》電子科技大學孫昊5、專題2：量子剪裁研究稀土元素由于其獨特的電子層結構及物理化學性質而被廣泛的應用與傳統材料改性和新材料的開發(fā)研究中，稀土離子在真空紫外范圍（VUV）內光譜性質的研究越來越受到重視。目前對摻雜稀土元素的各種材料的研究已經深入到了現代科學技術的各個領域，包括光學、電子、磁學、原子能等。真空紫外發(fā)光材料
8、是一種位于100~200nm范圍內的真
