陳根：從發現到加工，石墨烯還有多少可能性_風聞

文/陳根

2004年，英國曼徹斯特大學的兩位科學家安德烈·蓋姆（Andre Geim）和康斯坦丁·諾沃消洛夫（Konstantin Novoselov）從高定向熱解石墨中剝離出石墨片，再將石墨片不斷分離，終於得到了僅由一層碳原子構成的薄片，這就是石墨烯的發現**。**

這以後，二維材料逐漸進入人們視野，成為材料領域的研究熱點。自組裝、電子束刻蝕和極紫外光刻等技術可以在石墨烯上製備微納結構，進而調控其帶隙、吸收、載流子遷移率等性能。但這些技術存在着耗時長、成本高、缺乏通用性等問題。因此，如何降低成本，高效製備微納結構石墨烯，就成了亟需解決的重要問題。

5月10日，記者從中科院長春光學精密機械與物理研究所獲悉，來自該所等單位的研究人員，開發了一種新型飛秒激光等離子激元光刻技術(FPL)。**利用該****技術，研究人員在百納米厚的硅基氧化石墨烯薄膜表面實現了高質量微納週期結構的快速製備。**相關成果發表在《光：科學與應用》上。

飛秒激光加工技術憑藉着超高峯值功率和超短脈衝持續時間的獨特優勢，被廣泛應用於多種材料的超精細微納加工領域。

 當然，這項技術仍然有需要改進的地方。以激光直寫為例，雖然其精度很高，但在超精細微納製備上，效率仍有待提高。同時保證加工精度和加工效率是該技術需要解決的主要問題之一。研究人員表示，如何利用靈活簡便的加工手段解決加工精度和加工效率問題是拓展飛秒激光實用化的關鍵所在。

  可以肯定的是，這項技術的出現在將材料領域將產生重大影響。研究首次證明了FPL技術在二維薄膜材料上能夠實現大面積高質量亞微米週期結構的快速製備；此外，得益於飛秒激光的非線性光學特點，FPL技術加工過程不易受材料表面缺陷、雜質等因素的影響，加工基底也不易受到材料種類的限制；加工材料也表現出了優異的機械性能，可以利用傳統的濕轉移法進行完整轉移，這為相關材料週期性微納結構的靈活製備奠定了基礎。 

隨着科技在各領域的不斷突破，信息、生物技術、能源、環境、先進製造技術和國防也必然對材料提出新的需求，**而材料領域的研究水平和產業化規模已成為衡量一個國家和地區經濟發展、科技進步和國防實力的重要標誌，**被視為21世紀最具發展潛力的領域之一，也是我國確立的優先培育發展的七大戰略性新興產業之一。

我們有理由相信，只要給技術以時間，未來必將爆發更大潛力，科技的天花板遠遠沒有達到。