美國萊斯大學研究人員日前開發出了一種可將普通碳纖維制成石墨烯量子點的新方法。這種一步到位的技術比現有的石墨烯量子點研制工藝更為簡化，所得到的量子點不足5納米，具有高溶解性，大小可以通過設定制造時的溫度來加以控制。未來在電子、光學和醫學領域將有巨大的應用潛力。
萊斯大學的研究人員選擇性地讓碳纖維發生氧化，并用透射電子顯微鏡進行觀察。參與研究的萊斯大學研究生高薇（音譯）說：“我們稱它們為量子點，但它們是二維的，因此我們實際上獲得的是石墨烯量子盤。”用其他如化學分解或電子束光刻等技術獲得的量子點價格昂貴，且制造一小批石墨烯量子點需要數周時間。新方法的最大優勢在于，只需一個步驟就能得到大量量子點，且所用原料價格便宜，是很容易買到的碳纖維。
進一步實驗顯示，這些量子點的大小以及與此相關的光致發光特性可以在相對較低的制造溫度下進行控制。在120攝氏度、100攝氏度和80攝氏度時，可獲得發藍色、綠色和黃色冷光（熒光）的量子點。發冷光（熒光）的特性使得石墨烯量子點在成像、蛋白質分析、細胞跟蹤和其他生物醫學領域應用前景廣闊。在休斯頓MD安德森癌癥中心和貝勒醫學院對兩個人類乳腺癌細胞系進行的測試顯示，這些量子點很容易進入細胞質中，并且不會影響細胞的增殖。
萊斯大學研究生、同時就讀于MD安德森癌癥中心的麗貝卡說：“與熒光體相比，石墨烯量子點的優勢是發出的熒光更穩定，不會出現光漂白，因而不易失去其熒光性。這可能成為進一步探索生物成像的一個有趣途徑。未來，這些石墨烯量子點可能發揮更大的作用，因為它們也可以應用于傳感領域。”
研究人員還發現，這些量子點的邊緣往往表現為鋸齒狀。而石墨烯片的電學性質是由其邊緣形狀決定的，鋸齒狀表明它們具有半導體特性。
自從英國實驗人員用膠帶從石墨上撕下薄薄的一層，石墨烯就憑借奇特的物理性質成為材料學的寵兒。不過納米級的石墨烯微片難以制造，這限制了它應用于“量子點”這一半導體組件的前景。
