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“自下而上”（bottom-up）策略常用于构筑功能化石墨烯材料。其思想是将大量子结构如同搭积木般按照预定的路线“拼接”，形成一个整体，得到功能化石墨烯材料。所用的原料通常带有与功能化石墨烯材料重复单元（即“子结构”）相同的结构。
这一方法可以有目的地设计制备含有“子结构”的原料，再按照设定的路线构建功能化石墨烯材料，由此可得到结构明确的功能化石墨烯材料。因此，此法常用于功能化石墨烯材料的可控合成。
除以上描述的经典“自下而上”策略制备外，其他前驱体（如共价有机框架材料、金属有机框架材料、生物质及有机小分子等）经碳化生成功能化石墨烯材料的制备策略也可归于“自下而上”策略。同样，由石墨烯或功能化石墨烯与其他材料复合制成功能化石墨烯复合材料的策略也可归于“自下而上”策略。这是由于这两种制备过程的核心思想与经典“自下而上”策略是相同的，都是由“部分”组合成“整体”。
本章主要讨论“自下而上”策略制备功能化石墨烯。根据制备原料的不同，“自下而上”策略制备的功能化石墨烯可分为以下几类：多环芳烃分子构筑的功能化石墨烯、共价有机框架（covalent organic fromworks$1$2COFs）衍生的功能化石墨烯、金属有机框架（metal organic frameworks$1$2MOFs）衍生的功能化石墨烯、生物质衍生的功能化石墨烯、小分子衍生的功能化石墨烯以及其他材料衍生的功能化石墨烯等。