石墨烯因导电性、强度与热性能突出而受到关注，并正逐步进入电池、混凝土、传感器及材料复合材料等应用场景。相关市场规模已达数十亿美元，行业预计未来几年将继续扩张。

在大批量制备路径中，商业上较可行的路线之一是“自上而下”方法：先将石墨氧化为氧化石墨烯（GO），再还原得到还原氧化石墨烯（rGO）。不过，研究人员指出，尽管该路线在多类应用中表现良好，但rGO的电导率仍难以达到原始石墨烯水平。现有提升电导率的工艺虽有效，但往往成本较高、环境负担较大且耗时，并可能需要专用设备，经济性受到限制。

在近期发表于《npj 2D Materials and Applications》的研究中，研究团队从燃烧供热的角度重新审视rGO制备过程。研究人员表示，燃料燃烧可释放大量热量，而高温条件有助于推动石墨化过程，恢复与导电性密切相关的sp2碳晶体结构。基于这一思路，团队尝试引入不同燃料以观察对燃烧与材料结构的影响，并将目光聚焦于氨基酸。

研究人员称，氨基酸作为生物体内普遍存在的物质，燃烧时可释放较多热量。实验中，团队将氧化石墨烯与氨基酸混合后置于普通炉中加热，获得一种通过燃烧制备的还原氧化石墨烯材料，并将其命名为C-rGO。研究结果显示，C-rGO的导电性约为典型rGO的50倍。显微观察还显示，C-rGO样品中可见较长且完整的石墨烯晶体结构，而在rGO样品中几乎未观察到类似结构。研究人员表示，在不进行大量能量输入的情况下，实现这一结构与性能提升通常较为困难。

除导电性外，研究还提到C-rGO具有较高可加工性，便于制备印刷薄膜。为展示其在印刷电子中的潜在用途，团队制作了无芯片射频识别（RFID）标签，并使用矢量网络分析仪（VNA）测量标签的响应信号（S11）。研究人员称，测试中读写器天线能够有效检测到标签反射信号，表明以该材料并结合PET基底构建的RFID传感器结构在微波传感应用中具备潜力。

研究团队表示，下一步将继续围绕该概念开展工作，尝试进一步提升材料导电性，并探索更多应用方向，包括热管理、电池导电添加剂以及焦耳加热等。研究人员称，其目标之一是推动以更低成本获得高质量、可规模化的石墨烯材料，从而促进相关产品在实际场景中的应用落地。

上述内容来自Science X Dialog系列报道。研究作者奥拉莱坎·所罗门·奥卢沃勒（Olalekan Solomon Oluwole）为蒙纳士大学机械与航空航天工程博士生，其研究方向聚焦导电还原氧化石墨烯在能源存储、传感与加热领域的可持续应用，并致力于开发具成本效益且更环保的导电碳材料以替代金属。