ACS Nano：氧化石墨烯的大范围尺寸分级

2D材料及其组装结构的许多有趣性质在很大程度上取决于2D材料的横向尺寸和尺寸分布。因此，多分散2D片材的有效尺寸分离对于理想的应用至关重要。

　　有鉴于此，近日，韩国科学技术高等研究院（KAIST）Sang Ouk Kim和延世大学Myeong Hee Moon（共同通讯作者）等合作引入场流分级(FlFFF)，实现了高达100 μm的氧化石墨烯(GO)大范围尺寸分级。本文为FlFFF确定了两种不同的分离机制，包括正常模式和空间/超层模式，可以对宽尺寸分布的GO进行尺寸分级，同时采用交叉流场进行GO的扩散或尺寸控制迁移。显然，2D GO片材揭示了与典型球形颗粒不同的尺寸分离行为，这是由其本征平面几何形状引起的。本文还研究了由尺寸分级的GO制备的三种不同石墨烯纤维2D片材尺寸相关的机械和电学性能。这种基于FlFFF的尺寸选择方法可用作对2D材料（包括rGO、TMDs和MXene）进行有效大范围尺寸分离的通用方法。

图1. 通过FlFFF对GO进行尺寸分级。

图2. FlFFF对四种不同GO的大范围尺寸分级。

图3. 尺寸分级前后GO的化学分析。

图4. 尺寸分级的石墨烯纤维的机械和电学性能。
文献信息：Wide-Range Size Fractionation of Graphene Oxide by Flow Field-Flow Fractionation(ACS Nano, 2022, DOI:10.1021/acsnano.2c01402)文献链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.2c01402

信息来源：公众号【低维 昂维】

氧化石墨烯：

氧化石墨烯(graphene oxide )是石墨烯的氧化物，一般用GO表示，其颜色为棕黄色，市面上常见的产品有粉末状、片状以及溶液状的。因经氧化后，其上含氧官能团增多而使性质较石墨烯更加活泼，可经由各种与含氧官能团的反应而改善本身性质。

氧化石墨烯薄片是石墨粉末经化学氧化及剥离后的产物，氧化石墨烯是单一的原子层，可以随时在横向尺寸上扩展到数十微米。因此，其结构跨越了一般化学和材料科学的典型尺度。氧化石墨烯可视为一种非传统型态的软性材料，具有聚合物、胶体、薄膜，以及两性分子的特性。氧化石墨烯长久以来被视为亲水性物质，因为其在水中具有优越的分散性，但是，相关实验结果显示，氧化石墨烯实际上具有两亲性，从石墨烯薄片边缘到中央呈现亲水至疏水的性质分布。因此，氧化石墨烯可如同界面活性剂一般存在界面，并降低界面间的能量。其亲水性被广泛认知。