近日，在国际知名期刊ACS Nano 上刊登了一篇名为“Will Any Crap We Put into Graphene Increase Its Electrocatalytic Effect?“的文章。中文的题目翻译过来就是”石墨烯里掺杂任何垃圾都能提高它的电催化性能吗？
研究人员发现近几年来，大家对石墨烯的研究热情十分高涨，无论什么元素的掺杂都能改善其电化学性质。本文的作者做了一项十分大胆且无厘头的尝试，在石墨烯里加入了一种生物元素：海鸥粪。是的，你没有看错，换句话说，他在石墨烯里掺了鸟屎。
作者脑洞离谱，但是他验证方法是十分严谨的。首先他对掺杂海鸥粪的石墨烯和普通石墨烯的性能进行了对比，催化性确实有了提升。然后他将掺杂了海鸥粪的石墨烯进行了元素分析，里面确实多出了额外的N、S和P元素。最后他还认真的建议可以通过控制喂海鸥不同的饲料可产生元素掺杂比不同的材料。
用便宜的鸟粪来掺杂石墨烯比许多复杂的多元素掺杂程序能产生更多的电催化材料，看起来是很戏谑。但无论文章作者的意欲如何，石墨烯的应用前景十分广阔是毋庸置疑的。
首先，让我们先认识一下什么是石墨烯。石墨烯（Graphene）是一种由碳原子以sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。它和普通的石墨、碳或者钻石一样都是由碳原子组成，从物质上来说是没有任何区别的。而它们区别就在于原子在微观结构上排列方式不同。石墨烯与石墨在二维平面上的结构是相同的，但石墨烯在第三维上是纳米级的。作为纳米材料，石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料。
利用石墨烯能导电和比较自由地传递电子这一特性，可以用做电缆屏蔽层材料。电缆屏蔽层是在电缆结构上一种必要的结构。所谓“屏蔽”，实质上是一种改善电场分布的措施。电缆导体由多股导线绞合而成，它与绝缘层之间易形成气隙，导体表面不光滑，会造成电场集中。在导体表面加一层半导电材料的屏蔽层，它与被屏蔽的导体等电位，并与绝缘层良好接触，从而避免在导体与绝缘层之间发生局部放电。
在电力系统网页上相关文章的说明中，目前使用的导电炭黑作为导电填料添加在高分子材料中，提高了材料的导电率。但是由于导电炭黑的导电率有限，需要大量添加，使得这种添加了大量炭黑的复合材料韧性降低，在制作成包覆在导体表面的半导电层后容易开裂，材料表面也不均匀。
石墨烯具有导电性极强的优良特性，是能隙为零的半导体，电子的运动速度能达到光速的1/300，远超其他金属导体或半导体的运动速度。常温下其载流子迁移率最高，它的电阻率比铜(中国目前生产电线电缆导体用首选原材料)或银更低，为目前世界上电阻率最小的材料。正是因为石墨烯具有导电性优异等特点，故被应用于电缆导体中能够增加相同导体的导电量。添加了石墨烯在半导电材料后，大大降低炭黑的使用量，解决了材料本身韧性低和表面不平滑的问题。
石墨烯复合高半导电导体屏蔽材料利用石墨烯良好的导电性、导热性和高比表面积。采用石墨烯最佳添加比例、解决了石墨烯均匀分散的技术问题、研究了其导电机理、改善了原有电缆用半导电材料的加工成型技术难题。它大大降低了电缆内外半导电屏蔽层的体积电阻率，改善了屏蔽层的热稳定性，提高了屏蔽层对电场的均化效果，减少了电缆运行中可能出现的局部放电现象，并且提高了电缆的使用寿命。
石墨烯作为当前研究的热点材料,每年会出版数千篇关于石墨烯的研究论文,并且预计未来几年这个数字将会继续增加,这些论文主要集中在石墨烯的制备技术,性能研究以及石墨烯复合材料的应用等方面。然而,必须注意到,历史见证了许多“新”材料的兴起和广泛的应用还需要时间,尽管石墨烯制备技术快速发展, 但仍缺乏用于大规模生产高质量石墨烯且具有成本效益的方法。当前的石墨烯制备技术在规模化程度、生产成本、工艺要求、尺寸、纯度、结构的完整性等各方面还存在各种问题和不足。基于已有的研究成果，最先实现商业化应用的领域可能会是移动设备、航空航天、新能源电池领域。期待石墨烯在未来能带给我们更多惊喜。
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