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这是美国莱斯大学研究人员建立的定制室的图像，该图片描述了他们改进的工艺流程，即利用激光去诱导石墨烯。 来源：Tour科研团队 /莱斯大学

莱斯大学的科学家发明了一种用于超级电容器等应用的激光诱导石墨烯（LIG），他们已经找到了一种可以使海绵状石墨烯成为超疏水或超亲水性的方法 - 而且它是一种气体。

直到最近，James Tour在莱斯大学的实验室仅在开放的环境中使用LIG，然后通过使用激光并借助柔性聚酰亚胺薄片烧制的部分燃烧，制备出了相互关联的石墨烯片（激光引发的石墨烯生产微超级电容器）。不过他们现在已经发现，将聚合物放置于一个封闭环境中，各种气体能够改变所得石墨烯的性质。

在氩气或氢气中形成的LIG具有超疏水性或避水性，这是一种非常重要的特性，可用于将水从油或冰的表面中分离出来。在氧气或空气中形成的LIG具有超亲水性或吸水性，使其具有高度可溶性。James Tour和他的团队与以色列本古里安大学的研究人员合作进行了这项研究，并在Advanced Materials的一篇论文中发表了他们的这一科研成果。

James Tour说“我们实验室可以实现石墨烯的疏水或亲水性，但它涉及湿法化学或化学气相沉积工艺的多个步骤，我们是在一个自制的气氛室里，用相对廉价的材料一步一步做到这一点的。”

研究人员发现，在氧气中制造LIG增加了石墨烯薄片中-5-和7-原子环的缺陷数量，使得其电容有所升高，从而提高了其用作微超级电容器的电极材料的性能。气体的化学成分的变化亦或者激光光栅图案方向的调整都改变了材料，这表明LIG的疏水性或亲油性可以被调整。

研究人员还发现，当他们从亲水性聚合物片上刮下石墨烯并将其转化成膜时，结果表明膜是疏水的。James Tour说 “这使我们相信LIG薄片的表面取向与它与水的反应有很大关系。如果其边缘比较暴露，它似乎是亲水性的;如果其基面更加暴露，则它们表现为疏水性。

材料与水相互作用的角度决定了材料在任意方向所表现出的特殊性能。接触角为0°的材料被认为是超亲水性的，在这种情况下，水能够放在水坑里的材料上。 如果角度为150°以上，则为超疏水性; 角度大小取决于水珠多少。（180度的角度对应于完全位于LIG顶部的球体）

James Tour表示，表面类型和化学成分可能会影响LIG的性能，这一发现也有助于调整材料性能的灵活性。 事实上，当他们使用硫/氟气时，他们能够将LIG的超疏水性提高到160°。

文章来自：materialstoday，由材料科技在线团队翻译整理。