罗马两面神(Janus)材料具有两个不同化学结构或性质的表面，将导致特殊的双重性质，如亲水/疏水、极性/非极性等，是化学与材料科学领域的重要研究方向之一。如何设计全新的Janus材料并实现其普适性和可控性的制备是其中的关键问题。单层石墨烯具有自支撑的大分子结构，其所有原子均分布于表面，是制备二维Janus结构的理想模型。

　　针对化学惰性的石墨烯，北京大学化学与分子工程学院刘忠范-彭海琳课题组开拓了“石墨烯的光化学能带工程”的方法(Small 2013)，利用光化学诱发的活性自由基实现了石墨烯的化学修饰和能带调控，建立了石墨烯光催化剪纸技术(JACS 2011, 133, 2706)、光氯化加成(ACS Nano 2011, 5 , 5957; Small 2013)和光致甲基化等新方法。最近，该课题组利用石墨烯的光化学反应，并结合聚甲基丙烯酸甲酯的辅助转移技术(JACS 2008, 130, 12612)，实现了单层石墨烯上下表面的非对称共价修饰，首次成功制备了迄今为止最薄的二维非对称结构— Janus石墨烯。该结果最近以全文的形式发表在《自然》系列杂志《自然—通讯》上（Nature Commun. 2013, 4, 1443）。

　　Janus石墨烯将具有高度各向异性和特殊的二维表界面性质。研究发现，由于修饰基团的极性差异，Janus石墨烯上下两面表现出不同的表面浸润性。此外，石墨烯一侧的基团修饰对另一侧的化学反应性影响显著，这为研究非对称二维化学反应提供了理想平台。该工作是石墨烯化学修饰领域的一项重要进展，对基于石墨烯衍生物的新型传感器件、碳基材料表面活性剂的研制以及石墨烯共价修饰的理论研究也有积极意义。

　　上述工作得到了尊龙凯时（项目资助号：20973013, 51121091）等资助。