最近，发表在《自然·通讯》[1]上的一篇研究论文称，能用大豆制造出性能优良的石墨烯。听起来，这技术好厉害，那么，研究人员究竟是如何用大豆油制造出石墨烯的呢？
一．何为石墨烯？
石墨烯是只有一个碳原子厚度的平面薄膜，于2004年才在实验室被发现，它的发现者们还因此获得了2010年的诺贝尔奖。石墨烯是目前世界上最薄也是最坚硬的纳米材料，其强度是钢的百倍，同时也是电阻率最小的材料，其电流传递速率比硅材料快百倍。所以能利用石墨烯生产出更快的计算机、能用作触摸屏、太阳能电池，卫星新材料等。但尽管石墨烯性能强大，应用广泛，但制作流程耗时耗力，故而价格是等质量黄金的15倍，素有“黑黄金”之称。
二．制造流程
目前为止，最简单粗暴的获取石墨烯的方法是——撕胶带。撕胶带？对，就是读者们理解的“撕胶带”，用胶带粘到石墨上，手工把石墨烯剥下来（图-1）。这种机械分离法可直接将石墨烯片从较大的晶体上裁剪下来。
图 - 1：2010年石墨烯发明者捐赠给诺贝尔博物馆的物品：一块石墨，两片石墨烯晶体管，还有粘出石墨烯的胶带（图片来源：维基百科）
除此以外，还可以在高真空下加热单晶碳化硅，得到石墨烯。或者用化学气相沉积法，让含碳的气体在铜表面上冷凝，再剥下形成的石墨烯薄层。而这些方法要么需要真空环境，要么需要特殊气体，都难以在工业上得到大规模使用，而用大豆制造石墨烯是怎样做的呢？
大豆实验具体操作如下（图2）：实验是在一个气相沉积熔炉中进行。熔炉的加热区域有两片氧化铝，一片上面放有大豆油，另一片上面放有作为生长基质的多晶镍薄膜。大豆油的作用很明显，就是制造原料，而镍薄膜作为生长基质，又是什么意思呢？简单理解就是一个附载体，神奇的石墨烯将在这里“长出来”。把原料各放各位后，接下来就是加热阶段，先是以每分钟30℃的速度加热到800℃，维持3分钟。而后再冷却，样品冷却的过程就会在镍薄膜上生成均匀的、源源不断的石墨烯。但事情到此并没有结束。虽然生成了石墨烯，但石墨烯还牢牢地拽着镍薄膜不分手。所以下一步就要转移，把石墨烯和镍薄膜这对鸳鸯生生分开，这就需要聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）。PMMA也就是俗称的有机玻璃，是一种价格便宜的粘合剂，它可是“情场高手”，将与镍薄膜难舍难离的石墨烯“忽悠”得跟它走。研究人员将PMMA旋涂在黏在镍薄膜上的石墨烯上面，经过12小时的自然风干后，镍薄膜——石墨烯——PMMA三者相连，但在氯化铁溶液中，镍薄膜会溶解“不幸牺牲”，而PMMA则携带石墨烯，像一片膜一样漂浮在溶液表面，用去离子水反复冲洗这层膜，然后将它转移到玻璃片上。但可惜PMMA和石墨烯的“温存”没多长时间，研究人员又用丙酮洗去了PMMA。这样，大豆油高温变身石墨烯，再经两度分手，它终于获得“自由身”了。
图-2：实验流程图（节选自研究论文，经作者汉化）
三．个中机理
看起来大豆油历经大难，终得真谛，如此圆满让人唏嘘不已！但等等，欸，大豆油是咋成石墨烯了呢？唐三藏取经成佛，我们还能接受，这大豆油和石墨烯看起来风格迥异，却是怎么联系在一起的呢？
答案就在于碳。
大家很熟悉大豆油，毕竟谁没吃过呢。它的主要成分是脂肪酸，即碳氢化合物，而石墨烯是什么？是一层碳原子薄膜。在熔炉加热过程中，大豆油中的物质断键形成乙基，甲基等短链碳氢化合物。实际上，在425℃时，大部分豆油都蒸发成了各种气体，如二氧化碳，丙烷等。而随着温度继续升高到800℃，这些气体分离成碳原子，并溶解在镍薄膜上。维持800℃达3分钟，是让碳原子与镍薄膜紧密结合。而在冷却阶段，碳原子从镍薄膜内分离出来，并在薄膜表面结晶，这就形成了石墨烯。所以说高温冷却这一过程中，大豆油是肉身涅槃，再塑“金身”，也一点都不为过。
图3：大豆油高温“涅槃”成石墨烯（网络图）
而大豆油除了为石墨烯提供碳来源外，也起着保护镍薄膜的作用。在没有大豆油的处理组中，加热过后，镍薄膜内含有大量氧元素；而加入了大豆油后，加热过程中产生的小分子物质消耗了熔炉内的氧气，从而避免了镍薄膜的氧化。
图-4：简单机理图（图片为作者手绘）
整个实验的机理简单来说就是（图-3），大豆油受热后分解成甲基、乙基等小分子，这些物质同时消耗了熔炉内的氧气。随着温度升高，含碳物质继续分解，直至化为碳原子。而冷却后，碳原子则成了石墨烯。
四．无限前景
此机理说起来也是非常简单，但你知道科学家们尝试了多少次实验吗？为了得到最佳结果，他们不断地调控温度，改变反应物质，才得到如今如此简单的方法。除此以外，科学家发现用地沟油也能造出石墨烯。尽管该研究的科学家们没能用衣服造出石墨烯来，但也并非不可能呀！
石墨烯的前景，一言以蔽之“极有可能会掀起一场席卷全球的颠覆性新技术、新产业革命”。而这个用大豆油造石墨烯的方法则可能将这场革命拉到了我们的眼前。
图5：实验制造出的石墨烯（图片来源：BBC）
参考文献
【1】Seo, D.H., et al., Single-step ambient-air synthesis of graphene from renewable precursors as electrochemical genosensor. Nature Communications, 2017. 8: p. 14217.
好处就是安全，
毕竟转基因食品安全未有定论，欧盟仍然退回我国转基因大米，美国FDA也不认我国转基因水稻安全证书，我觉得我们也不傻啊。
可以看： 乌克兰农科院2013-2016年实验猪喂饲转基因大豆饲料研究最重要结论 ：
这篇论文对这一系列试验研究提出了最重要的结论：“结论：应禁止孩子,少年与年轻人食用含转基因作物成分饮食”!
“结论：应禁止孩子,少年与年轻人食用含转基因作物成分饮食”的依据：乌克兰农科院2013-2016年系列研究揭示猪喂饲转基因大豆饲料造成哪些危害？
1)对肠道微生物菌群健康平衡造成干扰【论文1】
2)对某些生化指标造成显著变化【论文2】
3)对肝与心肌状态有不良影响【论文2】
4)致肝、肾与肾上腺水肿、细胞解体、萎缩、功能衰竭!【论文3】
5)危害母猪性器官生殖功能与公猪精液质量【论文4、7】
6)对生殖能力造成生理异常,死胎增加,母猪缺奶!【论文05】
7)造成公猪抑制性欲、特别在第三代;第三代公猪睾丸血液循环失调、坏死和变性、炎症、发育异常、发生肿瘤;母猪哺乳期没奶水!【论文6】
8)造成总蛋白质、甘油三酯浓度与AST活性降低，钙与磷含量增加【论文7】
9)显著影响野猪血液氨基酸含量比例，可能表明雄性生物体对环境性因素作用更敏感!【论文8】
10)造成猪血液蛋白质谱改变，间接表明猪血液中雌激素水平降低，表明可能会进一步影响猪生殖系统功能活动!【论文9】
【猪试验科学证据01：《猪育种杂志》2013年《喂饲转基因大豆饲料情况下对猪肠微生物菌群动态影响》：造成干扰!】
【猪试验科学证据02：《动物生物学》2014年《喂饲转基因大豆成分饲料下对猪血某些生化指标的影响》：可能表示转基因大豆对肝与心肌状态有不良影响!】
【猪试验科学证据03《形态报告》2014《长期喂饲抗草甘膦转基因大豆案例中对实验动物肝、肾与肾上腺形态变化》：致肝、肾与肾上腺水肿、细胞解体、萎缩、功能衰竭!】(附8幅x100、x400显微图片)
【猪试验科学证据04：《猪育种》2014年《喂饲转基因大豆饲料情况下的生长强度与生殖能力》：转基因大豆危害母猪性器官生殖功能与公猪精液质量!】
【猪试验科学证据05：《动物育种与遗传学》2015年《长期(三代)喂饲转基因大豆饲料对猪生殖能力的影响》：对生殖能力造成生理异常,死胎增加,母猪缺奶!论文“结论：应禁止孩子,少年与年轻人食用含转基因作物成分饮食”!】
【猪试验科学证据06：《形态报告》2015年《长期喂饲抗草甘膦转基因大豆饲料对猪生殖能力的病理学变化》：喂饲转基因大豆饮食造成公猪抑制性欲、特别在第三代;第三代公猪睾丸血液循环失调、坏死和变性、炎症、发育异常、发生肿瘤;母猪哺乳期没奶水!】
【猪试验科学证据07：《家畜强化养殖的目前问题》2015年《食用转基因饲料情况下动物血液生化指标与精液》：食用转基因大豆成分饲料造成总蛋白质、甘油三酯浓度与AST活性降低，钙与磷含量增加;实验猪精液总蛋白含量等降低钙与磷升高，精子质量恶化!】
【猪试验科学证据08：《白俄罗斯动物技术科学》2016年《喂饲转基因大豆成分饲料情况下猪血中自由态氨基酸群的影响>：转基因大豆成分饲料显著影响野猪血液氨基酸含量比例，可能表明雄性生物体对环境性因素作用更敏感!】
【猪试验科学证据09：《乌克兰NULES科学报告》2016年《喂饲转基因大豆饮食过程中猪血液蛋白质谱的改变》：造成猪血液蛋白质谱改变，间接表明猪血液中雌激素水平降低，表明可能会进一步影响猪生殖系统功能活动!】
大豆油的色泽较深，有特殊的豆腥味；热稳定性较差，加热时会产生较多的泡沫。大豆油含有较多的亚麻油酸，较易氧化变质并产生“豆臭味”。从食用品质看，大豆油不如芝麻油、葵花籽油、花生油。
从营养价值看，大豆油中含棕榈酸7-10，硬脂酸2-5，花生酸1-3，油酸22-30，亚油酸50-60，亚麻油酸5-9。大豆油的脂肪酸构成较好，它含有丰富的亚油酸，有降低血清胆固醇含量，预防心血管疾病的功效，大豆中还含有多量的维生素E、维生素D以及丰富的卵磷脂，对人体健康均非常有益。
花生油淡黄透明，色泽清亮，气味芬芳，滋味可口，是一种比较容易消化的食用油。花生油含不饱和脂肪酸80以上（其中含油酸41.2，亚油酸37.6）。另外还含有软脂酸，硬脂酸和花生酸等饱和脂肪酸19.9。
从上述含量来看，花生油的脂肪酸构成是比较好的，易于人体消化吸收。据国外资料介绍，使用花生油，可使人体内胆固醇分解为胆汁酸并排出体外，从而降低血浆中胆固醇的含量。另外上，花生油中还含有甾醇、麦胚酚、磷脂、维生素E、胆碱等对人体有益的物质。经常食用花生油，可以防止皮肤皱裂老化，保护血管壁，防止血栓形成，有助于预防动脉硬化和冠心病。花生油中的胆碱，还可改善人脑的记忆力，延缓脑功能衰退。
调和油又称高合油，它是根据使用需要，将两种以上经精炼的油脂（香味油除外）按比例调配制成的食用油。调和油
透明，可作熘、炒、煎、炸或凉拌用油。调和油一般选用精炼大豆油、菜籽油、花生油、葵花籽油、棉籽油等为主要原料，还可配有精炼过的米糠油、玉米胚油、油茶籽油、红花籽油、小麦胚油等特种油酯。其加工过程是：根据需要选择上述两种以上精炼过的油酯，再经脱酸、脱色、脱臭、调合成为调和油。调和油的保质期一般为12个月。目前调和油只有企业标准，没有国家标准。今后，调和油的发展前景是好的，它将成为消费者喜爱的油品之一
植物油主要含有维生素E、钾、钙、铁、磷等矿物质，脂肪酸等。植物油中的脂肪酸能使皮肤滋润有光泽。植物油中的脂肪酸能使皮肤滋润有光泽。如果人体长时期摄入油脂不足，体内长期缺乏脂肪，即会营养不良、体力不佳、体重减轻，甚至丧失劳动能力等。
