科學家通過制造表面石墨烯將木材變成電導體。萊斯大學的化學家JamesTour和他的同事用激光將薄膜圖案涂成了一塊松樹。該模式是激光誘導的石墨烯（LIG），是2014年在Rice發(fā)現(xiàn)的原子薄碳材料的一種形式。“這是將古代與最新納米材料結合成單一復合結構的結合，”圖爾說。

這里松木上的兩塊激光誘導石墨烯被制成用于電解的催化劑，左邊電極的氣泡是氫氣，右邊是氧氣。LIG的先前迭代是通過用激光加熱一片聚酰亞胺（廉價塑料）的表面而制成的，LIG不是平坦的六邊形碳原子片，而是石墨烯片的泡沫，其一個邊緣連接到下面的表面，化學活性邊緣暴露在空氣中。

Tour表示不僅任何聚酰亞胺都能生產(chǎn)LIG，而且有些木材比其他木材更好。該研究小組嘗試了樺木和橡木，但發(fā)現(xiàn)松木的交聯(lián)木質纖維素結構使得生產(chǎn)高質量石墨烯比木質素含量較低的木材更好。木質素是復雜的有機聚合物，在木材中形成堅硬的細胞壁。

將木材轉化為石墨烯為從非聚酰亞胺材料合成LIG開辟了新的途徑，研究團隊的研究團隊負責人RuquanYe說。“對于某些應用，例如三維石墨烯印刷，聚酰亞胺可能不是理想的基材，”Ye說，“此外，木材豐富且可再生。”

與聚酰亞胺一樣，該過程使用標準工業(yè)激光器在室溫和壓力下以及在惰性氬氣或氫氣氛中進行。如果沒有氧氣，來自激光器的熱量不會燃燒松樹，而是會將表面轉變成與木材表面結合的石墨烯泡沫的皺紋薄片。改變激光功率也改變了所得LIG的化學成分和熱穩(wěn)定性。功率為70％時，激光產(chǎn)生的質量最高，被稱為“P-LIG”，其中P代表“松樹”。

激光誘導的石墨烯在一塊松樹上，該實驗室通過將P-LIG轉變?yōu)殡姌O以將水分解為氫氣和氧氣以及超級電容器用于儲能，使其發(fā)現(xiàn)更近了一步。對于前者他們在P-LIG上沉積鈷和磷或鎳和鐵的層，以制造具有高表面積的一對電催化劑，證明它是耐用和有效的。

將聚苯胺沉積在P-LIG上，使其成為一種具有可用性能指標的儲能超級電容器，Tour說，“還有更多的應用需要探索，例如我們可以使用P-LIG整合太陽能進行光合作用，我們相信這一發(fā)現(xiàn)將激勵科學家們思考如何將我們周圍的自然資源設計成功能更好的材料。“

Tour從可生物降解的電子產(chǎn)品中獲得了更直接的環(huán)境效益，“石墨烯是一種天然存在的礦物石墨薄片，因此我們將它送回地面，與木質平臺一起，而不是裝滿電子零件的垃圾填埋場。”空軍科學研究院多學科大學研究計劃和NSF納米系統(tǒng)納米技術水處理工程研究中心支持這項研究。