기술된 실시예는 아스팔틴 물질의 기능화 방법 및 기능화된 아스팔틴으로부터 제조된 조성물에 관한 것이다. 그래핀의 2D 단일 결정 탄소 동소체 및 술폰산 및 그 유도체와 같은, 기능성 물질과 같은, 그래핀 유도체 합성을 위한 방법이 공개되어있다. 또한, 친전자성 방향족 치환, 친핵성 방향족 치환 및 잔트마이어 메카니즘 등의 화학적 치환 반응 메카니즘을 이용하여, 0D, 1D, 2D 및 0D와 1D의 조합과 같은, 그래핀 유도체 및 기능성 물질의 공급원으로의 아스 팔텐의 전환 방법이 공개되어있다. 또한, 아세틸렌 결합 및 수소화 그래핀을 포함하는 새로운 그래핀 재료가 공개된다. 이 방법들에 의해 제조될 수 있는 새로운 물질들은 다음의 예를 포함한다: 비대칭 단위식 C7H6N2O4, C6H4N2O4, C7H7O3S- H3O+, C7H7O3SH+ 및 비대칭 단위식 (Na6O16S4)n을 갖는 2D 단일 결정을 갖는 그래핀의 2D 단일 결정 탄소 동소체.
Embodiments described are directed to methods for the functionalization of asphaltene materials and to compositions made from functionalized asphaltenes. Disclosed is a method for synthesizing graphene derivatives, such as 2D single crystalline carbon allotropes of graphene and functional materials, such as sulfonic acid and its derivatives. Also disclosed is a method for the transformation of asphaltene into a source of graphene derivatives and functional materials, such as, 0D, 1D, 2D and combinations of 0D and 1D by utilizing chemical substitution reaction mechanism, such as, electrophilic aromatic substitution, nucleophilic aromatic substitution and Sandmeyer mechanism. Also disclosed are novel graphene materials comprising: acetylenic linkage and hydrogenated graphene. These novel materials, which may be produced by these methods, include, e.g.: 2D single crystalline carbon allotropes of graphene with asymmetric unit formulas C7H6N2O4, C6H4N2O4, C7H7O3S- H3O+, C7H7O3SH+, and a 2D single crystal with asymmetric unit formula (Na6O16S4)n.