文章来源：建筑玻璃与工业玻璃

众所周知，石墨烯具有卓越的电子、光学和机械性能，但是只有对它进行各种化学修饰后，才能将它应用于各种电子设备中。最近，在埃克塞特大学举办的第四届高级石墨烯材料国际会议上，Monica Craciun介绍了她们团队的研究工作，主要是从事氟化石墨烯以及以氯化铁（FeCl3）为夹层的多式“GraphExeter”的相关研究。

Craciun教授研究小组所有成员

曾经，Craciun教授有这样一个愿景：那就是可以让在石墨烯上制造电路这件事上就如同用铅笔作画一样容易，就像它的名字一般。如今，这个愿景实现于2011年，当时，Craciun教授的研究小组发现，可以使用电子束来选择性地还原氟化石墨烯（一种电绝缘体），使它的一些区域成为纯导电石墨烯。这意味着可以将任何给定形状的导电图案内接于氟化主体中，且允许设计更为复杂的全石墨烯电路和组件。

然而，石墨烯的原始形式并不适用于所有的导电应用。例如，在相似的透光度下，纯石墨烯的薄层电阻远高于氧化铟锡（ITO），这意味着ITO是光电子学应用中更优良的材料。但是，ITO也存在一些问题，主要在于它的机械刚度限制了它在易弯曲器件中的使用。

Craciun教授和她的团队在对FeCl3夹层的多层石墨烯进行研究时发现了一种ITO的替代品，她们称之为“GraphExeter”。这种新型材料不仅易弯曲，而且与ITO的透明度相当，同时具有较低的薄层电阻和更高的逸出功，这使它成为了OLED和光伏器件的良好替代品。

FeCl3插入石墨烯，形成“GraphExeter”——透明，灵活和具有高导电性

研究人员采用CVD法在各种基底上形成了大面积的GraphExeter薄膜，并且他们发现这种薄膜具有惊人的强度。将GraphExeter薄膜暴露于100％湿度下长达一个月，它的电气特性仍能得到保留，即使在空气中被加热到120℃以上，它也能保持恒定。另外，该材料还表现出卓越的机械弹性，以GraphExeter为基的发光装置在高达1.8倍的重复应变下，其性能仍不受影响。概括的说，这些优异的性能意味着GraphExeter在外部导电涂层和柔性电子设备方面具有很大的应用前景，毕竟，谁想要一台仅可以用于干洗的耐用设备呢？

与氟化石墨烯一样，局部改变普通石墨烯获得的GraphExeter使Craciun教授的研究团队刻录出了利用电导率对比度的有用结构。通过使用激光来选择性地去除一些FeCl3夹层分子，研究人员制造出了尺寸仅受激光器的衍射极限限制的光敏结。所得到的高分辨率光电探测器在大能量范围内具有线性响应，在高能量环境中有巨大的应用前景。

除了继续研究功能化石墨烯，该团队也正在研究其他原子级薄度的材料，如钼和二硫化钨等硫属元素。该团队期望，通过将2D材料与有机层结合在一起，创造出不可从其他系统获得的具有独特电子和光电性质的新物质和设备。

目前，该团队计划将研究成果应用于如智能窗户（包括车辆挡风玻璃中的集成显示器），新一代高效率太阳能电池和发光设备、电子纺织品等新兴技术中。