黄嘉兴

自2015年以来，黄嘉兴团队发表了一系列研究文章，阐释了氧化石墨烯与水之间的关系——它在水里会分散吗？会以怎样的形态分散？一点点水与很多水，有什么不一样？普通干燥与极度干燥，又有什么不一样？

该课题组发现在极度脱水条件下，相邻氧化石墨烯片层上的羟基和羧基之间可发生酯化反应，将片层交联，从而降低氧化石墨烯在水中的分散性。这一发现将提醒人们重新检视氧化石墨烯材料在加工与制造过程中的各种干燥步骤，也可启发一系列共价修饰氧化石墨烯的方法，并为氧化石墨烯的应用提供新的思路。

十多年前人们发现氧化石墨烯薄膜具有非常高的刚性，这被归结于一些与二维材料有关的神奇性质，吸引全世界众多研究人员跳进来研究。但我们发现，这其实是一个不幸的错误，早期的工作中，氧化石墨烯膜样品是使用氧化铝过滤膜得到的，而氧化铝在弱酸性的水溶液中会被腐蚀而生成三价铝离子，从而将带负电的氧化石墨烯交联了。也就是说，前面有一系列关于氧化石墨烯奇妙性能的发现，其实是基于被污染的样品，并非反映了这个材料本身的性质。

黄嘉兴教授主要从事二维软材料、新型块体纳米结构材料及与公共卫生相关的材料等领域的研究，尤其是在以氧化石墨烯为代表的二维软材料方面做出了一系列原创性的工作。截止2021年1月，黄嘉兴教授发表过140多篇文章，H指数79。

近日，美国西北大学的黄嘉兴教授团队观察到GO的热还原过程具有明显的几何（密度、尺寸）效应。热还原（实为歧化）反应的温度、速率、释放气体的化学组成和还原产物的碳氧比都会受到样品几何尺寸的影响，原因可归结于样品内部释放的气体（例如CO）在逃逸途中与GO发生了额外的还原反应（图1）。这个发现加深了对GO化学反应性的认识和理解，可以为热还原制备宏观尺寸石墨烯材料的后续研究提供启发。

这种染发剂包括着色剂还原石墨烯（r-GO）或者氧化石墨烯（GO）片（尺寸在微米级，厚度约为1纳米），分散剂壳聚糖，维生素C做共分散剂也可用于还原GO。随后研究者将这种混合水性溶液均匀的喷涂在头发上。10分钟后染发结束，石墨烯在头发表面形成一层均匀的薄膜，厚度约2微米。区别于传统的染发，需要用化合物打开头发的角质层使染色剂可以进入头发结构内部，石墨烯层附着在头发表面，不会与头发发生反应，对发质没有损伤。通过改变石墨烯浓度，就可以调节染发剂的颜色由灰变为黑，石墨烯质量分数达到0.25%的染发剂就可与商业黑色染发剂产品达到同样的效果。