石墨烯是一種具有優異力學、電學、熱學和光學性能的二維碳材料。石墨烯的高效制備及宏觀組裝對其規模應用具有重要意義。目前，石墨烯宏觀體的常規制備方法如液相自組裝、3D打印和催化模板法等僅能實現石墨烯片層間的非共價弱相互作用連接，導致石墨烯晶體結構的不連續，成為限制石墨烯宏觀體電學性質的主要因素。 

　　鑒于此，研究人員開發了一種激光輔助的layer-by-layer共價生長方法來制備高結晶石墨烯宏觀體，分子動力學模擬從理論上揭示了其共價生長機制。共價生長法使得材料具有連續的晶體結構，與非共價組裝相比，其跨層電導率實現了100倍的提高。該材料有助于解決石墨烯規?；瘧妹媾R的層狀堆垛、晶體質量調控、離子輸運通道、體積效應等問題，為石墨烯的儲能電極應用奠定了基礎。相關研究成果發表在Advanced Functional Materials (Adv. Funct. Mater., 2023, DOI: 10.1002/adfm.202305191)上。 

　　上述工作得到了國家重點研發計劃、國家自然科學基金、安徽省科技重大專項、安徽省重點研發計劃等項目的支持。 

　　文章鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adfm.202305191 

　　https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1385894723008707

　　 

圖1. 高結晶石墨烯宏觀體的layer-by-layer共價生長及其表征。 　　

　　 

圖2.（a）不同銅含量的石墨烯電導率；（b）不同銅含量的石墨烯載流子遷移率和載流子密度。