石墨烯與其他二維（2D）晶體納米片堆疊產(chǎn)生的范德華（vdW）異質結構已經(jīng)形成了一種新型的“設計師”材料，在納米科學與技術領域具有多種潛力。但是，二維納米片要么是自然生成的，要么是通過高能程序合成的，從而無法根據(jù)需要設計分子的結構和特性。在這里，我們介紹了一種合理設計的2D聚合物（單分子單體厚，由周期性鏈接的單體組成自支撐網(wǎng)絡結構）作為異質結構構建的組成部分，并創(chuàng)建了2D聚合物-石墨烯異質結構。該異質結構具有很高的化學穩(wěn)定性，在高達400℃的溫度下是熱穩(wěn)定的。在異質結構中，被二維聚合物摻雜的石墨烯沒有改變其固有結構，使得電導率提高了約2.5倍。這項工作為針對特定應用合理設計調(diào)整石墨烯異質結構的性能打開了大門。
Figure 1. a）單體1的化學結構，和單體1與Fe
2+在水/空氣界面處絡合形成的2DP1的理想化結構。
Scheme 1.在云母覆蓋的 300 nm SiO
2/Si襯底上制備圖案化的2DP1-石墨烯異質結構
的過程示意圖。
Figure 2. a）300 nm SiO2 / Si襯底上圖案化的2DP1-石墨烯異質結構的光學顯微圖像。b，c）自由懸浮在銅網(wǎng)上的2DP1-石墨烯異質結構膜的SEM圖像。a），b）和c）中的比例尺分別為200 μm，1 mm和40 μm。
Figure 3. a）石墨烯，2DP1和2DP1-石墨烯異質結構的拉曼光譜。b）石墨烯和2DP1-在不同溫度下退火1小時前后的X射線光電子能譜。N1s信號的強度（I）被放大了10倍。c）不同退火溫度下的2DP1-石墨烯異質結構N1s信號的歸一化強度。
Figure 4. a）300 nm SiO
2/Si襯底上的石墨烯和2DP1-石墨烯異質結構的電阻。b）300 nm SiO
2/Si襯底上的SLG及其2DP1異質結構的轉移特性曲線。
本研究于2020年由中山大學的 Zhikun Zheng 課題組發(fā)表于Nanoscale （https://doi.org/10.1039/C9NR10858K）
原文：Creation of a two-dimensional polymer and graphene heterostructure
