簡介
美國威斯康辛大學米爾沃基分校的科學家發現了一種全新的碳基材料——一氧化石墨烯（GMO），其由碳家族的神奇材料石墨烯合成，該半導體新材料有助於碳取代矽，套用於電子設備中。
研發背景
石墨烯的導電、導熱性能極強，遠超矽和其他傳統的半導體材料，而由矽製成的電晶體的大小正接近極限，科學家們認為，納米尺度的碳材料可能是“救命稻草”，石墨烯未來有望取代矽成為電子元件材料。
但因其太昂貴而無法大規模生產，目前石墨烯的套用非常有限，且迄今與石墨烯有關的材料僅以導體或絕緣體的形式而存在。
該研究團隊的成員、力學工程教授陳俊鴻（音譯）表示：“石墨烯研究領域的主要驅動力之一是使這種材料成為半導體，我們通過對石墨烯進行化學改性得到了新材料GMO。GMO展示出的特性表明，它比石墨烯更容易大規模生產。”
該團隊在研究陳俊鴻研製出的一種混合納米材料時，無心插柳得到了GMO。
起初，他們的研究對象是一種由碳納米管（將石墨烯捲成圓柱狀得到）組成的、表面飾有氧化錫納米粒子的混合納米材料，陳俊鴻用這種混合材料製造出了高性能、高效率而廉價的感測器。
為了更好地了解這種混合材料的性能，科學家們需要想方設法讓石墨烯變身為其“堂兄弟”——能大規模廉價生產的絕緣體氧化石墨烯（GO）。GO由石墨烯不對齊地堆疊而組成。實驗中，陳俊鴻和物理學教授馬瑞加·加達得茲斯卡在真空中將GO加熱以去掉氧。然而，GO層中的碳和氧原子沒有被破壞而是變得排列整齊，變成了有序的、自然界並不存在的半導體GMO。
研究人員埃里克·馬特森說：“我們認為氧會離開，留下多層石墨烯，但結果卻並非如此，讓我們很吃驚。”
加達得茲斯卡表示，因為GMO是單層形式，因此其或許可套用於與表面催化有關的產品中。他們正在探索其在鋰離子電池陽極的用途，GMO有可能提升鋰離子陽極的效能。
該研究團隊接下來需要了解什麼觸發了這種材料的重組以及什麼環境會破壞GMO的形成。威斯康辛大學米爾沃基分校表面研究實驗室的主任麥可·梅韋納說：“還原反應會去除氧，但實際上，我們獲得了更多氧，因此，我們需要了解的事情還有很多。”
梅韋納指出，目前他們僅在實驗室小規模製造出了GMO，並不確定在大規模製造過程中會遇到什麼問題。
研發進展
了解氧化石墨烯的特性以及如何控制它們，對於實現這種材料在納米電子設備、納米機電系統、感測、複合材料、光學、催化和能量儲存等領域的潛在套用十分重要。2012年5月美國喬治亞理工學院的一項研究顯示，氫在決定氧化石墨烯的化學特性和結構組成方面發揮了重要作用。相關研究結果發表在2012年6月《自然·材料》雜誌上。
