石墨烯又又又又有了新用途，這次甚至可以吃

最新 05-04

自從本世紀初被發現以來，石墨烯始終站在新材料研發的舞台中央，與之相關的研究和創新成果無處不在。前段時間的石墨烯染髮劑才過去了不到一個月，石墨烯就又有了新用途。這次的角色是可以食用的激光誘導石墨烯，將來你的麵包上很可能會印著與它的生產信息相關的二維碼甚至是內嵌射頻天線。

利用激光誘導在麵包表面產生的石墨烯圖案，來源：參考文獻1

l 什麼是激光誘導石墨烯？

2014年，美國萊斯大學的科學家團隊開發了製備石墨烯的新技術，激光誘導石墨烯，這項成就巧妙的利用了激光的高能特性。科學家們利用激光照射含碳高分子材料的表面，瞬間將材料最外層中激光掃描痕迹內碳以外的元素氣化，僅留下被碳化的黑色痕迹。最妙的是，這種痕迹的主要成分居然是石墨烯，也就是說，激光改變了材料的結構，重塑了其中碳元素的排布方式，將高分子材料中的碳排列為與石墨烯一致的平面六邊形蜂巢結構。

l 這次該團隊為我們帶來了什麼新驚喜呢？

在之前的研究中，激光誘導石墨烯技術只能在特定的高分子聚合物塑料表面實現，這極大的限制了該技術的應用場景。之後，科學家們發現只要聚合物中的含碳比例適當，就可能利用激光誘導製備石墨烯。這一認識上的突破令科學家們將目光聚焦到了木質素這種自然界中廣泛存在的高分子聚合物上。含有大量木質素的物質如木材、椰子殼和馬鈴薯皮等都可以成為激光誘導石墨烯的良好原料。甚至麵包等含有大量碳水化合物的食物，也可以作為該技術應用的對象。

激光誘導石墨烯的製備過程，來源：參考文獻2

l 食物表面的激光誘導石墨烯有哪些奇妙的性質？

石墨烯的性質之一就是極高的導電能力，因此在食品表面形成的石墨烯圖案是具有導電性的。與傳統的食品級印刷墨水和導電墨水不同的是，石墨烯兼具以上兩者的性質，既可以食用又具備導電能力，這足以讓科學家們對激光誘導石墨烯在食品工業的應用前景充滿遐想。

利用激光誘導石墨烯，我們可以在食品表面製作類似於二維碼或者射頻天線一樣的內嵌式結構，以實現信息感測器和光電感測器的功能。這一工序不會引入額外的材料，僅僅是將食物原本具有的含碳化合物轉變為石墨烯。將來，我們可以通過這些石墨烯感測器來掌握與食品相關的各種信息。

射頻天線示意圖，來源：網路

l 激光誘導石墨烯感測器還有哪些應用前景？

來自萊斯大學這一系列研究提示我們，只要聚合物材料中具有合適的含碳量，我們就可能通過激光誘導的方式將其轉變為石墨烯。由於含碳聚合物材料在可穿戴電子器件中應用非常廣泛，激光誘導石墨烯可以代替現有的電子印刷墨水在這些可穿戴器件表面或者內部製造導電通路和微機電系統。鑒於電子印刷墨水廣泛採用銀作為導電漿料，激光誘導石墨烯很有希望以更低的成本提供相應的技術解決方案。

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