舊材料的新見解—氧化石墨烯之界面活性 2011/3/5

氧化石墨烯薄片(Graphene Oxide; GO)是石墨粉末經化學氧化及脫層後的產物,氧化石墨烯是單一的原子層,可以隨時在橫向尺寸上擴展到數十微米,因此,其結構跨越了一般化學和材料科學的典型尺度。氧化石墨烯可視為一種非傳統型態的軟性材料,具有聚合物、膠體、薄膜的特性,以及本文所強調的兩性分子(Amphiphiles)。GO長久以來被視為親水性物質,因為其在水中具有優越的分散性,但是,近來的相關實驗結果顯示,GO實際上具有兩親性,從石墨烯薄片邊緣到中央呈現親水至疏水的性質分布。因此,GO可如同界面活性劑一般存在界面,並降低界面間的能量。這種新見解讓我們更加了解氧化石墨烯溶液的性質,並提供新材料裝配及加工方法之靈感,如利用可控制的微結構及不同尺寸之GO薄片來形成薄膜。此外,GO亦可做為一種表面活性劑薄片,用於有機溶劑的乳化及在水中分散不可溶的材料,如石墨和碳奈米管(CNTs)等,此無疑創造了石墨烯及其他π- 共軛系統物質之功能性混成材料的機會。