石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性,在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景,被认为是一种未来革命性的材料。但是目前,因为生产过程需要消耗大量能量且工艺涉及有毒化学品的使用,石墨烯还无法实现大规模生产。相对而言,氧化石墨烯比较容易生产,但由于其中含有氧族元素导致其导电性大受影响。
2019年7月4日ChemistryOpen期刊报道,美国罗彻斯特大学和荷兰代尔夫特理工大学的研究人员开发出利用细菌生产石墨烯的新工艺,这使得环保节能的石墨烯大规模生产成为可能,该工艺还有可能衍生新型单面导电纳米复合材料。
研究者使用的希瓦氏菌(Shewanella Oneidensis)具有从金属氧化物等化学物质中去除氧基分子的天然能力。研究者首先从石墨中提取氧化石墨烯,然后将其加入细菌中,利用细菌除去氧原子将其转化为石墨烯。与现有的化学方法相比,该方法需要更少的能量而且更加高效。此外,研究者还发现该方法生产出的石墨烯厚度更薄,稳定性更强,且导电性更优。科研人员对此技术非常乐观,下一步将利用“细菌光刻技术”生产可以单面导电的石墨烯,来生产一种新型的先进纳米复合材料。