本征态的石墨烯表面是疏水的，对水溶液的浸润性较差。研究表明，石墨烯的疏水性和亲水性是可以发生转换的，主要方法有施加电场、紫外线（UV）辐射处理和等离子体处理等。

石墨烯在外加电场条件下可以发生亲疏水性能的可逆性转变，H2O在石墨烯上解离吸附的能量势垒降低，从而诱导石墨烯从疏水性向亲水性的润湿性转变。通过紫外线照射，石墨烯的表面润湿性可以显著增加，这种亲水性可能是由于紫外线照射过程中大气中氧发生解离形成臭氧吸附。在空气中以50℃退火时，石墨烯回到疏水状态，实现从疏水性向亲水性的可逆转变。图4-39为不同紫外线照射条件下石墨烯的亲疏水性能的转变及时间稳定性。

图4-39　UV老化条件对石墨烯接触角的影响 (www.daowen.com)

（a）大气环境条件下UV老化时间与石墨烯接触角的关系；（b）不同的气氛条件下UV老化时间与石墨烯接触角的关系

从图4-39（a）可见，在UV照射石墨烯0 ～ 180min内，接触角从97.7°逐渐下降到39.2°，接触角经历急剧变化、缓慢变化和保持稳定三个阶段。照射15min时，接触角从97.7°急剧下降到47.9°；照射60min后，接触角由47.9°缓慢下降到41.2°；超过60min后基本不变。可见，在UV照射下，石墨烯的表面可以在1h内由疏水状态变为亲水状态。虽然紫外线照射可以改善石墨烯表面的润湿性，但通常会引起石墨烯晶格缺陷。

等离子体处理也可以有效改善石墨烯表面的润湿性，但与紫外线照射类似，等离子体处理也通常会在石墨烯晶格上引入缺陷，进而影响石墨烯的电学性能。