無機物の中でも最もホットな材料の一つがグラフェンでしょう。
いうまでもないですが、グラフェン（graphene）は、2005年にNovoselovとGeim（と他の人）が、Natureに発表し、2010年には二人にノーベル賞が出たという、物質です。
その構造はベンゼン環が多数縮環した単層膜で、炭素の同素体であり、鉛筆の文字にも含まれている（といっていいと思われる）
"Simple is the best"
を体現したような材料です。
その単純な構造は、物理学者だけでなく、電気・電子、
果ては数学者や生物系をも巻き込むムーブメントになっていると言えるでしょう。
しかし化学者、特に有機系のみなさまにとっては、ツルツルしていてイマイチつかみ所がない、という感覚ではないでしょうか。
それともフラーレンをあんなのや、こんなのにする有機の皆様ですから、グラフェンなど屁でもない、という感覚なのでしょうか。
Grapheneを化学的に扱う、という仕事も多数あり、例えば超分子的な相互作用を用いて溶媒に分散させる、というようなテーマもホットです。
それ以上に「流行」を感じさせるのは、酸化グラフェンと呼ばれるグループです。
酸化グラフェン(Graphene oxide, GO)は、グラファイト（要するに鉛筆の芯）を酸化し、分散した水溶液として得られるもので、実はその発見はとても早く、
HUMMERS, RICHARD, OFFEMANらによって、1958年には製法が確立されておりました。
J. Am. Chem. Soc. 1958, 80, 1339.
その方法も極めて単純で
「鉛筆の芯（グラファイト）に濃硫酸と過マンガン酸カリウムを加えて混ぜる」だけで、要するにグラファイトを過マンガン酸カリウムで酸化し、
親水性にして、はがれてくるやつを集めるという、これもある種の"Simple is the best"と言えるのではないでしょうか。
酸化グラフェンとグラフェンは、下記のような違いがあります。
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グラフェン |
酸化グラフェン |
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炭素のみ |
炭素と酸素と水素もいっぱい |
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SP2混成軌道 |
SP3混成軌道 |
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完全な平面 |
グニャグニャしている上に欠陥もたくさん |
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電気を流す（半金属的?） |
電気は流さない |
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疎水的で水に分散しない |
親水的で水に分散する |
特に酸化グラフェンは水溶液（正確には分散液）として扱うことが出来ます。そのため、化学者の目から見ると、酸化グラフェンの方が扱いやすく見えるのではないでしょうか。
今回のテーマは、それを還元させた"Reduced graphene oxide"です。直訳すれば「還元された酸化されたグラフェン」となり、何をやっているんだ！？
とも思われるでしょうが、、、
今回はここまで。
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大学教員
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