"当時は、それがグラフェンだとは気づいていませんでしたし、グラフェンという概念もありませんでした。" Jianhong Liuは、20年前に研究室でチームが準備した単層のグラファイトがグラフェンであることが判明し、それが様々な優れた物理的特性を持つことに気づかなかったことを、少し後悔しながらThe Great Nationに語っています。

Dreyer Heimの論文が報道されるのを見て、Jianhong Liuは、自分のチームが合成した単層グラファイトがグラフェンであることに気づき、その合成過程、透過型電子顕微鏡、走査型電子顕微鏡、X回折、ラマン分光法による構造特性、構造改変の試み、応用などについて体系的に探求し始めたのです。

ノーベル賞受賞者アンドレ・ハイムの透明接着剤による繰り返し対向接着法や、主流であるCVD化学気相成長法、酸化還元法による合成とは異なり、劉建宏のチームは液相オリゴマーを用いてグラフェンを合成した。

劉建宏氏は「大国志」の取材に対し、化学気相成長法は天然ガスを炭素源とし、炭化水素を1200度前後で分解し、炭素を銅箔に蒸着させ、触媒でグラフェン構造を作り、それを転写してグラフェン膜を作製すると語った。 ただし、この構造にはアモルファスカーボンなどグラフェン以外の炭素構造が含まれている可能性があるとJianhong Liuは考えている。

もう一つの方法は酸化グラフェン還元法で、濃硫酸と過マンガン酸カリウムを強力な酸化剤として用い、グラファイトの表面を酸化させる。 しかし、強力な酸化剤により、グラファイトの共役構造、すなわち炭素原子と炭素原子の間の単結合と二重結合が交互に現れる構造が破壊される。 酸化が完了して酸化グラフェンの分散液を得た後、***それを還元する工程は非常に複雑である。 "一度破壊された共構造を無傷で元に戻すことは困難である"

"液相オリゴマー法による単原子層グラフェンの合成は、我々にとって独創的な道です。" 劉建宏は大国志の取材に対し、現在、この方法で単層グラフェンを製造できるのは固有方程式のみであり、単層または2層のグラフェンをベースにした製品のみが、グラフェンのさまざまな利点を真に反映させることができると語っています。

液相オリゴマーは徐々に熱化学反応を起こし、線状分子から台形分子、さらに平面分子へと変化し、***は炭化する。この過程でグラフェン構造は非常に完全なものとなり、ラマンスペクトルの構造から得られる単原子層グラフェンの含有量は最大97%に達する。