現階段，限制石墨烯在技術應用中充分發(fā)揮潛力的主要挑戰(zhàn)，是要制備出有高度定向的石墨烯。由于晶格缺陷阻礙了電荷遷移率，使得石墨烯的激發(fā)性能在實際的塊狀材料中受到阻礙。本文提出了一種通過在碳納米點(CND)和3D石墨烯復合材料上進行激光輻照的簡單方法，以此來改善石墨烯的結構完整性。CNDs附著在石墨烯片上的缺陷位置，通過激光輔助還原，可以修補碳晶格上的缺陷。光譜實驗表明，石墨結構的回收率高達43%，電導率是原始石墨烯的四倍。該復合材料在電化學電容器中作為電極進行了測試，其RC時間常數極快，低至0.57 ms。由于其低缺陷濃度，還原石墨烯氧化碳納米點(rGO-CND)復合材料的頻率響應足夠快，可以作為AC線路濾波器，有可能取代目前的電解電容器。使用該方法論證了一種新型的線路濾波器，它具有迄今為止所報道的最快的電容響應之一，并且其天線電容為68.8 mF cm
-2。這一結果強調了結構完整性對優(yōu)化石墨烯在電子應用中的決定性作用。
Figure 1. 不同放大倍數下于5.0 kV時獲得的30% rGO-rCND復合材料的SEM圖。
Figure 2. rGO-rCND復合材料的光譜表征：a)激光還原的GO和rGO-rCND復合材料的拉曼光譜，其中在633 nm激發(fā)時獲得不同比例的CND。b)根據(a)中拉曼光譜數據計算的復合材料中ID/IG比值與CND%的關系。c) rGO-rCND復合材料的XPS光譜的C 1s范圍。d)具有不同CND質量分數的rGO-rCND復合材料中，sp2，sp3和碳氧鍵對(c)中總C 1s峰的貢獻。
Figure 3. 石墨烯的CND修補過程圖。
Figure 4. 電化學組件中rGO-rCND的電學和電化學表征。a) rGO-rCND復合膜的電導率隨CND質量分數的變化。b)由兩個獨立的rGO-rCND復合電極組成對稱電化學電池的循環(huán)伏安圖，該電極在1.0M NaSO
4水溶液中組裝成紐扣電池，掃描速率范圍為0.1至20 V s
-1。c) 在(b)中所述的電池中，具有不同CND質量分數為2%至30%（亮至暗，灰色為0%）的rGO-rCND電極的EIS獲得的奈奎斯特圖。d)在(b)中所述的電池中，不同rISD質量分數為2%到30%之間（淺到暗，灰色為0%）的rGO-rCND復合電極的EIS獲得的波特圖。
相關研究成果于2019年由加州大學洛杉磯分校Richard B. Kaner課題組，發(fā)表在Small (DOI: 10.1002/smll.201904918)上。原文：Laser-Assisted Lattice Recovery of Graphene by Carbon Nanodot Incorporation
