石墨烯作为一种碳基新材料，具有良好的光、电、热、力性能，在电子信息、新材料、新能源、生物医药等领域具有广阔的应用前景，正成为全球新技术新产业革命的焦点。目前，全球已有80多个国家投入石墨烯材料研发，美、英、韩、日、欧等更将石墨烯研究提升至国家战略高度。本文将为大家介绍当前研究领域领先的世界五大石墨烯研究中心及中国的顶尖石墨烯研究机构。

一、曼彻斯特石墨烯国家研究院

石墨烯问世於曼彻斯特大学，2010年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫因石墨烯研究方面的成就获得当年诺贝尔物理学奖。作为石墨烯的诞生国，英国看到了石墨烯这种超级材料的无限发展前景。瞄准新一轮产业革命，2011年，英国政府决定在曼彻斯特大学建造国家石墨烯研究所(，NGI)。2015年3月，耗资6100万英镑的NGI正式挂牌成立。

NGI是当前英国乃至世界石墨烯相关研究的策源地。NGI核心使命在於不断开拓二维(2D)材料科学与应用前沿领域，兼顾石墨烯以及二维材料产业化、商业化。以NGI为中心，石墨烯工程创新研究中心(，GEIC)和HenryRoyce研究院承接和发展NGI研究成果，不断探索二维材料商业应用新模式。合作是国家石墨烯研究所的关键。目前超过80家公司已经与曼彻斯特大学合作，致力於石墨烯的应用。

2019年，NGI累积发表论文近60篇，其中NS正刊5篇、大子刊3篇，、ACS系列等顶刊累计约19篇。统计发现，NGI近半数新发顶刊研究内容与2D材料异质结关联，主要报道异质结构中二维材料中新奇或反常电子流体和光电现象，重点聚焦基础物理领域。

二、剑桥石墨烯研究中心

剑桥石墨烯研究中心(CambrigeGrapheneCentre，CGC)同曼大NGI一样是英国石墨烯协同创新组织的一部分。CGC的定位是工程创新中心，主要任务是桥接学界和工业界，推动石墨烯及2D材料的产业化，促进应用科研成果的市场化进程，重点强调2D材料相关的应用。

投资CGC的主要目的在於填补两个方面的空白:(1)面向工业生产，研究中试工艺设备体系，测试与优化基於石墨烯、纳米材料以及其他新型2D材料的喷墨打印技术;(2)面向自供能、无线互联等对能源存储的要求，研究基於透明柔性基地的智能集成器件。利用石墨烯和其他相关材料赋能新型柔性、节能电子、光电器件是上述工作面临的核心挑战。

为逐步攻克上述难关，CGC从四个大方向布局2D材料相关研究:(1)材料的生长、转移和打印;(2)能源应用;(3)器件互联;(4)传感器应用。

2019年剑桥大学纳米科学中心ColmDurkan博士在《Adv.Mater》期刊提出了一种简单有效的解决方案，用於去除石墨烯表面上的PMMA残留物。

图1、石墨烯器件制造的示意图。a)在Cu箔上CVD生长的石墨烯旋涂有块状PMMA作为支撑层。b)在转移到矽衬底上并且去除了块状PMMA之后，留下石墨烯表面但是具有一些聚合物残留物。c)在用於图案化石墨烯-金属接触的电子束光刻之后的抗蚀剂显影之后，更多的PMMA残留物留在石墨烯表面上。

d)然后在金属化之后将这些残留物捕获在石墨烯和金属电极之间。e，f)在(b)和(c)的两个步骤之后，如本工作中提出的在离子溶液中处理样品可以有效地去除石墨烯表面上的残留物。为了理解观察结果，应该认识到PMMA是疏水的，石墨烯也是如此。因此，PMMA强烈粘附於石墨烯表面。PMMA具有碳骨架，具有酯侧链。当暴露於低pH时(如HCl的情况)，酯可以水解得到醇(其将分散成溶液)和脂肪酸，其保持附着在骨架上。这种酸性形式的PMMA将是亲水性的，因此i)与下面的石墨烯具有更弱的相互作用，并且ii)将与水更强烈地相互作用。两者的组合导致PMMA缓慢溶解。至於NaCl的作用，可能发生不同的反应，包括PMMA的甲基侧基的氯化，以产生氯甲烷，其也是高极性的，因此是水溶性的。

三、西班牙光电科学研究所

西班牙光电科学研究所(TheInstituteofPhotonicScience，ICFO)是一所专注於光电研究的世界级研究中心，网罗世界范围内高端光电领域基础与应用研究科学家，立志於解决光电前沿领域的未知问题，推动先进光电技术的应用。鉴於石墨烯和2D材料的新奇光电特性以及飞速发展，与量子和纳米生物学并列，ICFO独立开辟石墨烯和2D材料研究新板块，希望利用2D材料替代传统光电材料，解决当前光电领域所面临的困难和挑战。基础科学探索与新兴应用研究并举，ICFO在基础科学和在新兴应用分别确立了四大探索研究方向。

2017年，西班牙光子科学研究所首次制备出高分辨率石墨烯-量子点CMOS成像传感器。2019年，上述课题组累计发文15篇，Nature、PRL、ACS系列等顶刊近6篇，发文热点主要集中在二维材料纳机电振子、魔角石墨烯和石墨烯光电领域。、

在能源方面，ICFO旨在探索石墨烯在半透明光伏器件中的可行应用途径，并通过新型功能材料和纳米结构的应用研发可再生能源器件。

在高精传感方面，ICFO的研究重点是基於石墨烯纳机电振子的超分辨质谱仪和光力系统，并行开展基於石墨烯的中红外探测器、气体探测器和应用於DNA、蛋白质等的生化传感器。

在表面等离激元光子学方面，主要研究石墨烯等离激元的电调控与探测、基於石墨烯等离激元的光调制等等。

在基础光学方面，主要研究纳米量子光学、人造石墨烯、超快光学以及石墨烯非线性光学等。

在成像系统应用方面，ICFO主要研究能够覆盖深紫外-可见光-红外的基於COMS工艺图像传感器。

在可穿戴应用方面，主要研究柔性、半透明的健康检测系统，能够有效检测血氧等多健康参量。

在光电探测器方面，主要研究基於宽带吸收的超宽带探测器以及结合石墨烯、量子点和其他2D材料的集成探测器。