【前沿综述】超润湿石墨烯材料：从表面调控走向多场景应用

搁浅

超润湿石墨烯材料：从表面调控走向多场景应用 (DOI: 10.1016/j.mtchem.2023.101452)

一、为什么“润湿性”成了石墨烯的下一个主战场？石墨烯自 2004 年被发现以来，凭借超大比表面积、高载流子迁移率、优异机械强度等“六边形战士”属性，在储能、传感、柔性电子等领域大放异彩。然而，直到近几年，研究者才意识到：

几乎所有应用最终都要落到“界面”——而界面问题的核心就是润湿。

• 油水分离：需要超疏水/超亲油
• 微流控芯片：需要可编程润湿梯度
• 防结冰、防雾：需要超亲水或动态润湿切换
• 柔性电子：需要高导电且透明的超疏水封装
  

于是，“超润湿石墨烯”应运而生——让二维碳材料从‘性能王者’升级为‘界面操作系统’。

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二、一张图看懂：如何“设计”石墨烯的润湿性？

1. 化学组成调控——“给石墨烯装上化学旋钮”

2. 多尺度结构——“把平面折成 3D 乐高”

三、落地场景：从实验室到产业的“四大金刚”

四、产业化雷达：2025 前夜，需要跨过三道坎

1.标准缺失

• 石墨烯“润湿透明性”争议未决，亟需建立“洁净表面”测试规范（推荐：冷冻基底 + 环境扫描电镜联用）。
  

2.工艺放大

• 激光直写虽灵活，但设备投资高；建议布局 卷对卷紫外压印 + 化学气相沉积 混合工艺。
  

3.耐久性

超疏水最怕机械磨损，最新思路是引入 自修复聚合物/动态共价键，实现划痕后 30 s 恢复。

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五、结语：石墨烯的“第二次创业”如果说 2010 年代是石墨烯“性能发现期”，那么 2025 年代将进入“界面工程期”。

谁掌握了润湿设计权，谁就掌握了下一代柔性、环保、智能设备的入口。