使用苏打水（碳酸）作为电解质，使得化学气相沉积合成的石墨烯易于通过蚀刻不足的分层进行转移，从而允许多次重复使用金属催化剂基质。

    图片来源：伊利诺伊大学机械科学与工程系

    无论你将其称之为泡腾，汽水或气泡水，碳酸饮料都一直是最流行的饮料。伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的研究人员发现碳酸饮料除了可以消除口渴外，还发现了这些“泡沫”配方对世界上最薄，最平坦，最有用的石墨烯制造商具有重大影响。

    石墨烯成为先进的“神奇”材料，与其制造出的速度和质量至关重要。考虑到这一点，伊利诺伊大学机械科学与工程系的SungWoo Nam教授研究组开发了一种更清洁和更环保的方法，即以碳酸形式的二氧化碳（CO2）作为电解质溶液来隔离石墨烯。其研究结果发表在最新的《材料化学学报》杂志上。

    Nam是2D材料领域的专家，他对于传感器或灵敏设备中使用的石墨烯特别感兴趣，例如，当直接接触到皮肤上时，可穿戴贴片是这样的薄而透明又不引人注意。目前，Nam已经开展了工业制造可穿戴石墨烯传感器的项目。

    通过使用化学气相沉积法在金属基底（通常为铜箔）上合成石墨烯。生产石墨烯的一个特别棘手的问题是如何将这种原子级的超薄材料与其天然金属基底分开，以便集成到有用的器件中。这通常包括将高纯度金属溶解或将其从基材上分层 - 这需要使用保留顽固残留物的刺激性强的化学品。超薄石墨烯还需要涂覆聚合物支撑层，如聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）（聚甲基丙烯酸甲酯），而这需要经常使用有毒性和致癌性的溶剂。

    Nam的博士生导师，首席研究员Michael Cai Wang表示： “就我们而言，我们正在通过生物物质衍生的聚合物乙基纤维素作为涂层。乙基纤维素通常作为便宜又普通的食品添加剂，且仅在乙醇溶剂中溶化。这不仅使得我们的石墨烯转移过程更环保，而且也与现在各种聚合物和软生物材料（例如通常使用的塑料和水凝胶）相容，否则其无法耐受刺激性强的溶剂。”

    Nam指出：“转移石墨烯后，不需要进一步漂洗，碳酸就会像二氧化碳和水一样简单地蒸发掉。因此，通过消除常规的重复和繁琐的冲洗过程，节约了水和时间。在使用NaOH或NaCl等电解质时，钠倾向于保留在石墨烯上，而这很难完全摆脱。”

    Wang说：“通过使用碳酸将铜箔从石墨烯上剥离出来，使得我们可以多次重复利用生长基底，而不是为此花费大量的材料和成本。”

    Nam认为：“客观的说，我们为社会带来的是激励人们考虑一个更清洁的方法来制造石墨烯。我们正在努力改进已建立的协议，以便业界能够轻松采用我们的技术。但由于许多装置被以前使用的化学品污染，所以不可避免地会影响石墨烯的性质。”

    Wang解释道：“石墨烯刚刚开始在实验室慢慢成熟，最终成为商业应用。一旦开始大规模制造，工人的健康也是一个重要的考虑因素，这也是我们要求更环保的过程的另一个考虑之处。”

    除了制作我们钟意的咖啡杯或香槟杯，该团队还希望科学界可以将其作为灵感以寻找更新颖的方式来利用剩余的二氧化碳作出实际应用。他们设想延长工业生态环境中碳的有用生命周期，同时分散和减轻其排放到大气层的量。虽然海洋酸化是地球大气中二氧化碳浓度日益增长所带来的的不良后果，但研究团队仍考虑将其作为灵感，以利用这种相同的机制可持续地制造出新的“神奇”材料。

    Nam也认为这种方法不仅可以影响石墨烯的生产，而且还可以为其他材料的蚀刻和分层加工提供一种绿色和经济的技术。

    他总结说：“如果你有兴趣制造世界上最好的晶体管，你必须使用最干净，最纯净的材料进行合成和转移。因此，在这里我们向社会提供这个机会。此外，很多人也试图测量其他材料的内在特性。而我们的方法也将帮助他们做到这一点。”

更多关于材料方面、材料腐蚀控制、材料科普等方面的国内外最新动态，我们网站会不断更新。希望大家一直关注国家材料腐蚀与防护科学数据中心http://www.ecorr.org