石墨烯应用的关键是，在不影响其高质量的前提下，成功地将石墨烯从生长所用的金属衬底转移到应用所需衬底上。但是，当前最先进的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）辅助转移方法会引入皱纹，褶皱和裂缝，这会对多孔衬底造成损害。我们在此报道了一种新颖的原位技术，可将石墨烯转移到多孔衬底上，从而解决了这些问题。使用相转化将多孔衬底生长在石墨烯膜上，衬底与石墨烯间具有很强的附着力，能完全匹配石墨烯的形貌，生长石墨烯所用的金属基板随后被蚀刻掉。我们取得了63 cm²的高质量单层石墨烯面积，几乎覆盖了100％的衬底孔，孔率高达35％。我们的研究解决了将石墨烯转移到多孔衬底上的三个主要挑战：石墨烯和多孔衬底之间的形貌匹配；形成高孔隙率；使悬浮的石墨烯应力最小化。该方法可以用作将石墨烯或其他2D材料附着到支撑结构上的通用方法。
 
 Figure 1. IP技术（a）和ET技术（b）的制造过程示意图。（c）
相转化过程的机理，详细描述了多孔衬底直接在石墨烯上生长的快慢步骤。
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Figure 2. 通过IP和ET技术转移的石墨烯的表征。（a）9 cm × 7 cm石墨烯复合膜的俯视图。（b）SEM图像展示了通过IP技术制得的石墨烯复合材料膜的完整性
（比例尺为10 μm）。（c）SEM图像显示了通过ET技术制得的石墨烯复合材料膜的缺陷
（比例尺为10 μm）。（d）被完整的石墨烯复合膜覆盖的指状孔的SEM照片（比例尺为1 μm）。（e）PES原料、铜负载的石墨烯和PES-石墨烯复合膜的拉曼光谱。（f）AFM扫描图像显示4 μm × 4 μm石墨烯复合膜的形貌。
 

Figure 3.铜蚀刻导致石墨烯缺陷的演变。（a）石墨烯铜的SEM图像，插图是石墨烯晶界的光学显微图像。（b）石墨烯铜接触硫代硫酸钠（10g / 100mL）持续0.5秒后的SEM图像。 插图是蚀刻后产生的孔上悬浮石墨烯的特写。（c）铜与硫代硫酸钠（10g / 100mL）接触1秒后的SEM图像。插图是悬空区域针孔的特写。（d）石墨烯铜与硫代硫酸钠（10g / 100mL）接触3秒后的SEM图像。插图是石墨烯铜的孔上覆盖的完全破碎的石墨烯的特写。（箭头指向石墨烯的残留物）。
 

Figure 4. （a）使用错误的配方通过IP技术制得的PES膜的SEM图像。内在应力引起薄膜变形，石墨烯没有粘附在PES膜上。（b）凝结后从PES复合膜石上剥离的石墨烯相互接触（c）PES石墨烯复合膜的SEM图像，孔径约为500 nm，孔率较低。（d）PES石墨烯复合膜的SEM图像，孔径约为500 nm且具有高孔隙率的，会导致石墨烯缺陷。
 
       本研究于2020年由深圳华大基因（BGI-Shenzhen）的 Ming Ni 发表于Nanoscale （https://doi.org/10.1039/C9NR09693K）
原文：Direct growth of a porous substrate on high-quality graphene via in situ phase inversion of a polymeric solution