理化学研究所（理研）は，金属電極に接触した「酸化グラフェン」の化学構造を理論的に調べ，「エノラート」構造という高い反応性の化学種であることを発見した（ニュースリリース）。

炭素原子1層の厚さで網状の物質であるグラフェンは，優れた物理的・電子的性質を持つ。グラフェンを利用した高機能な電子デバイスを作成するには，グラフェンの電子的性質の制御が重要になる。ほとんど電気抵抗がないグラフェンに半導体の電子的性質である「バンドギャップ」を持たせ，電流の流れを制御する方法の開発が待たれている。

現在，グラフェンの化学修飾が最も有望な方法として研究され，特に，酸素と反応することでつくる酸化グラフェンは，汎用性の高さや他の官能基への拡張性が優れるため，注目されている。しかし，形成される「炭素－酸素結合」がどのような構造を持っているかはいまだに明らかではなく，これまでは，酸素原子がグラフェン表面の炭素原子2つと結合している「エポキシ」構造であるという説が有力と考えられていた。

研究チームは，密度汎関数理論という高精度の理論計算を行ない，銅などの金属電極にグラフェンが接触した場合について，酸化反応の反応性，生成物の構造安定性，および電子物性の詳細を調べた。その結果，接触しているグラフェンを酸化させると，酸素原子1つがグラフェン炭素原子1つと結合している「エノラート」構造が，「エポキシ」構造より安定に生成されることを明らかにした。

今回の成果により，体系的にグラフェン表面の化学修飾が行なえるようになる。今後，他の官能基への展開も可能になり，多様な物性制御が実現できると期待できる。