石墨烯被认为是一种未来革命性的材料，具有优良的导电和光学性能，还是已知的强度最高的材料之一，在电池电极材料、半导体器件、透明显示屏、传感器、电容器、晶体管领域有广泛的应用前景。但由于制备工艺和制备成本的限制，石墨烯尚未形成产业化。

近年来，关于石墨烯应用的开发及其制备工艺的研究一直是新材料领域的研究热点。近日，发表在《自然》杂志上的研究报道，来自美国莱斯大学的研究人员，发现了一种制备克级石墨烯的新技术。即通过快速焦耳快速加热廉价的碳源，可以在不到一秒钟的时间内获得克级的石墨烯。

据了解，这种廉价的碳源，是指包括煤、生物炭，炭黑，废弃食品、橡胶轮胎和混合的塑料废料等在内的任何含碳固体，可以说是变废为宝的典范。

虽然是垃圾变身的石墨烯，不过经化学检测，这种石墨烯是一种理想的能够大批量使用的石墨烯。当碳原子凝聚形成石墨烯时，它们并未像在石墨中那样有规律地堆积，而是成为一种涡轮态堆叠——石墨烯层以各种角度相互交错的石墨烯材料。当在水或其他溶剂中时，涡轮态堆叠的石墨烯的每一层都能与加入的任何复合材料相互作用。

这种制备方法下，石墨烯产量取决于来源的碳含量。也就是说当使用高碳源（例如炭黑，无烟煤或煅烧焦炭）时，收率范围为80％至90％，而碳纯度大于99％。无需纯化步骤。在实验室里，每天生产出几克近乎原始的石墨烯。

目前研究人员正在扩大其产能至每天数公斤。这相比目前只能生产极少量的“完美”石墨烯的技术，是很大的突破。不仅如此，合成这种快速石墨烯的电能成本仅为每克7.2千焦耳，如果能够实现量产，这种石墨烯或适用于塑料，金属，胶合板，混凝土和其他建筑材料的散装复合材料。

参考文献：Duy X. Luong, Ksenia V. Bets, Wala Ali Algozeeb, Michael G. Stanford, Carter Kittrell, Weiyin Chen, Rodrigo V. Salvatierra, Muqing Ren, Emily A. McHugh, Paul A.Advincula,etc.Gram-scale bottom-up flash graphene synthesis.Nature volume 577, pages647–651(2020),doi.org/10.1038/s41586-020-1938-0