還元された酸化グラフェン（その１）

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一般的な話題

還元された酸化グラフェン（その１）

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。

グラフェン	酸化グラフェン
炭素のみ	炭素と酸素と水素もいっぱい
SP2混成軌道	SP3混成軌道
完全な平面	グニャグニャしている上に欠陥もたくさん
電気を流す（半金属的?）	電気は流さない
疎水的で水に分散しない	親水的で水に分散する