近日，上海交通大学机械与动力工程学院沈彬、复旦大学化学系孙正宗的联合科研团队，展示了一种直接催化金刚石石墨化的方法，这种方法获得的石墨烯比传统石墨烯有更高的强度。相关成果4月22日在线发表于美国化学会的《材料化学》上。

金刚石和石墨烯是碳的同素异形体中研究最充分的。两者在机械、光学和电学性能方面都很优越，但很少以组合形式一起使用。

此前人们已经报道了由范德沃尔斯力连接的石墨烯-金刚石异质结构。然而，通过共价键连接的石墨烯-金刚石杂化异质结构，在应对超硬材料加工和高功率金刚石电子学等高要求挑战方面，具有独特的优势。

在本研究中，联合团队展示了一种直接催化金刚石石墨化的方法。使用这种方法，具有共价键结合界面的同质石墨烯-金刚石异质结构，可以在金刚石所有表面上不加区分地生长。新合成的石墨烯片从金刚石晶格上无缝地延伸开来。

金刚石直接石墨化。图片来自论文

进一步研究显示，这种独特的共价键原子结构，使新产生的石墨烯片产生了前所未有的界面结合强度，大大超过了传统石墨烯的固有强度。

论文相关信息：https://doi.org/10.1021/acs.chemmater.1c04322