正如Arthur C. Clarke所言，任何流暢的功能化技術都會有一個奇妙的外觀（"Any smoothly functioning technology will have the appearance of magic"）。無論小至原子、單分子，還是大到復雜的結構單元，自組裝衍生出的更高一級結構總能給我們帶來很大的驚喜。自組裝的簡便性和高效性更是使得其成為將材料結構單元有序化排列的不二法門。石墨烯作為首個被發現的二維原子晶體，它一直以其優異的物理化學性質驚艷著業界，尤其是其在電學、光電器件領域中的應用更是讓我們尤為期待。故而高質量的二維晶體的自組裝勢必將引發新一輪的研究浪潮，這對于集成器件或的發展將極具吸引力。
武漢大學付磊教授的先進納米材料實驗室（LAN）率先在這一領域取得了突破。他們基于化學氣相沉積（CVD）方法，以石墨烯為例，實現了高質量單晶的自組裝，首次獲得了二維材料的超有序結構。他們獨到地選擇了液態金屬這一特殊物態的基底，相較于傳統的固態基底，液態金屬的高催化活性和自限制生長模式保證了高質量均勻石墨烯單晶的生長，其表面的流動性更是為石墨烯單晶提供了一個自組裝的平臺。他們采用預播種和氣流擾動策略，實現了石墨烯單晶在液態基底表面的超有序自組裝。整個石墨烯超有序結構表現出非常優異的周期性，每個石墨烯結構單元尺寸和間距均一。值得注意的是，超有序結構中的石墨烯單晶的取向也是高度一致，這得益于石墨烯生長過程中產生的各項異性的靜電力。更有趣的是，通過改變擾動氣流的大小，石墨烯超有序結構的周期性可以被精確調控，通過固態碳源的設計，石墨烯單元的化學性質可以被廣泛調節，從而滿足未來不同的應用需求。可以預期，如若能將此種方法拓展至其它二維材料，必將開辟一個高質量二維原子晶體材料在二維尺度上自組裝的新世界，這將為二維材料在未來集成器件中的工業化應用帶來極大的突破。這一研究成果發表于《J. Am. Chem. Soc.》上。
http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.6b03208
原文：Self-Assembly of Graphene Single Crystals with Uniform Size and Orientation: The First 2D Super-Ordered Structure
J. Am. Chem. Soc., 2016, 138, 7812-7815, DOI: 10.1021/jacs.6b03208