El grafeno no sólo es el material más delgado conocido, sino que también es muy fuerte y duro; como sustancia simple, puede transferir electrones más rápido que cualquier conductor conocido a temperatura ambiente. En 2004, Andre K. Geim y otros de la Universidad de Manchester en el Reino Unido prepararon grafeno. Heim y sus colegas dieron con un enfoque nuevo y sencillo. Separaron a la fuerza el grafito en fragmentos más pequeños, quitaron las escamas de grafito más delgadas de los fragmentos, luego pegaron los dos lados de las escamas con cinta plástica común, quitaron la cinta y las escamas se dividieron en dos. Al repetir este proceso, pudieron obtener escamas de grafito cada vez más delgadas, algunas de las cuales estaban hechas de una sola capa de átomos de carbono: el grafeno. Métodos de preparación de grafeno Hay dos métodos principales para sintetizar grafeno: métodos mecánicos y métodos químicos. Los métodos mecánicos incluyen el método de separación micromecánica, el método de epitaxia de orientación y el método químico de calentamiento de SiC es el método de dispersión química. Método de separación micromecánica El más común es el método de separación micromecánica, que corta directamente escamas de grafeno de cristales más grandes. En 2004, Novoselovt et al. utilizaron este método para preparar grafeno de una sola capa, que puede existir de manera estable en el ambiente externo. El método de preparación típico es frotar grafito pirolítico expandido o defectuoso con otro material. La superficie del grafito a granel producirá cristales en forma de escamas, y estos cristales en forma de escamas contienen una sola capa de grafeno. Sin embargo, la desventaja es que este método utiliza escamas obtenidas frotando la superficie del grafito para filtrar las escamas de grafeno de una sola capa. Su tamaño es difícil de controlar y no puede producir de manera confiable muestras de escamas de grafito lo suficientemente largas para su aplicación. Método de epitaxia de orientación: el método de epitaxia de orientación de crecimiento de película cristalina utiliza la estructura atómica de la matriz de crecimiento para "sembrar" el grafeno. Primero, se permite que los átomos de carbono penetren en el rutenio a 1 1 5 0 ℃ y luego se enfrían a 850 ℃. , los átomos de carbono previamente absorbidos flotarán hacia la superficie del rutenio, y las "islas aisladas" de átomos de carbono de una sola capa en forma de lente cubrirán toda la superficie del sustrato y, eventualmente, podrán convertirse en una capa completa de grafeno. Después de que la primera capa cubra el 80%, la segunda capa comienza a crecer. La capa inferior de grafeno interactúa fuertemente con el rutenio y, después de la segunda capa, se separa casi por completo del rutenio, dejando solo un acoplamiento eléctrico débil. La lámina de grafeno de una sola capa resultante se comporta satisfactoriamente. Sin embargo, las láminas de grafeno producidas con este método suelen tener un espesor desigual y la adhesión entre el grafeno y la matriz afecta las propiedades de la capa de carbono. Además, la matriz utilizada por Peter W. Sutter et al. es el metal raro rutenio. Método de calentamiento de SiC Este método elimina el Si calentando un monocristal 6H-SiC y descompone láminas de grafeno en la superficie (0001) del monocristal. El proceso específico es el siguiente: la muestra obtenida mediante grabado con oxígeno o hidrógeno se calienta mediante bombardeo de electrones en alto vacío para eliminar los óxidos. Después de usar espectroscopía electrónica Auger para confirmar que el óxido de la superficie se elimina por completo, la muestra se calienta para elevar su temperatura a 1250 ~ 1450 ℃ y luego se mantiene constante durante 1 min ~ 20 min para formar una capa de grafito extremadamente delgada después de varios años. exploración, Berger et al. han podido preparar de forma controlable grafeno de una o varias capas. Su espesor está determinado por la temperatura de calentamiento y es difícil preparar grafeno con un solo espesor en un área grande. Una nueva forma de preparar materiales de grafeno independientes de alta calidad a escala de craqueo a alta temperatura utilizando partículas de carburo de silicio comerciales como materia prima. Al controlar las partículas de carburo de silicio de la materia prima, la temperatura, la velocidad y la atmósfera de craqueo, se puede controlar la estructura y el tamaño del grafeno. Este es un método de preparación muy novedoso que es muy importante para realizar la aplicación práctica del grafeno. Método de dispersión química El método de dispersión química consiste en mezclar óxido de grafito y agua en una proporción de 1 mg/mL, oscilar con ondas ultrasónicas hasta que la solución esté transparente y libre de sustancias granulares, agregar una cantidad adecuada de hidracina y refluir a 100 °C. durante 24 horas para producir un precipitado granular negro, filtrar y secar para obtener grafeno. Sasha Stankovich y otros utilizaron el método de dispersión química para preparar grafeno con un espesor de aproximadamente 1 nm.