石墨烯是由碳原子形成的原子尺寸蜂巢晶格結構材料，硬度超過鉆石，同時又像橡膠一樣可以伸展。其導電和導熱性能超過任何銅線，重量幾乎為零。由此，科學家對其能夠在眾多領域廣泛應用寄予厚望。在其應用較多的電子產品方面，許多專家認為它比硅更具競爭力，如轉換集成電路和超高速電腦、手機和相關便攜式電子設備。
而如何掌握調控石墨烯的電子性能，對于研究人員來說并非易事，這也正是這種材料所固有的一個重大挑戰(zhàn)。與半導體硅不同，石墨烯的價帶和導帶之間為零帶隙，而帶隙是電學應用的關鍵，能使材料實現(xiàn)電子流的開與關。如果其很難“關閉”通過的電流，就不適于大量集成電路構成的數(shù)字線路。
為了克服這個難點，使石墨烯更能施展本領，世界上很多研究人員都在研發(fā)檢測各種能夠改變該材料的化學方法。由此產生的石墨烯氧化物通常被看作是一種缺陷態(tài)的材料，正因為其固有的缺陷及豐富的官能團，為通過化學途徑來調控其光電性能提供了可能。最普遍的是自20世紀40年代開發(fā)的Hummers方法氧化石墨烯，但其使用的強酸會對石墨烯晶格結構造成不可挽回的損害。
在操作中，西北大學的研究人員將氧氣泄入一個超高溫的真空室，其內被加熱到1500攝氏度的熱鎢絲促使氧分子分解成氧原子。之后，高活性的氧原子被均勻地嵌入到石墨烯晶格之中。光譜測量顯示，在石墨烯氧化物的電子特性上呈現(xiàn)出均有共價鍵結合的大量含氧官能團，這表明其具有可調控基于石墨烯設備的屬性。
該大學的材料科學與工程教授馬克介紹說，新方法不像Hummers法在過程中會給石墨烯氧化物帶來相應的損害，所產生的石墨烯氧化物的化學同質性程度很高；并且，它的氧化過程是可逆的。由此，進一步提高了經過化學方法處理過的石墨烯的可調性。
馬克說：“現(xiàn)在尚不清楚這項工作在一夜之間將給現(xiàn)實世界中的應用帶來怎樣的影響，但顯然它是朝著正確的方向邁出了一步。”
