近日，纳米科学与工程研究院张经纬教授团队在液相机械剥离高效制备石墨烯方面取得了系列进展。相关研究成果分别发表在《Nano Letters》、《Chemical Engineering Journal》和《Materials Today Physics》上，并获得两项国家发明专利（CN111606324B、CN111606318B）授权。
液相机械剥离法因其操作简便、环境友好且易于规模化，成为石墨烯制备领域的重要技术。然而，传统石墨烯制备方法的工业化应用一直受机械能利用效率低下问题的制约。为解决这一难题，张经纬团队创新性地开发了溶剂结晶辅助剥离策略，揭示了溶剂结晶增强剪切强度和界面相互作用的内在机制，实现了本征石墨烯的高效制备。与传统液相机械剥离方法相比，新方法有效降低了机械能在传递过程中的损耗，机械能利用效率提升了两个数量级（Nano Lett.）。
研究团队还对液相剥离制备石墨烯过程中的剪切力传递关键要素进行了深入研究。通过实验与分子动力学模拟相结合，探讨了不同链长的吡咯烷酮溶剂分子在固液界面的吸附、取向和滑移行为对剥离效率的影响，阐明了分子构象对界面剪切力传递效率的微观机制（Chem. Eng. J.）。
通过新方法制备的石墨烯缺陷少、导电性高，将其与单壁碳纳米管复合制成的薄膜展现出优异的电磁波屏蔽能力，可制成具有非连续“微团簇”结构的石墨烯/聚醚砜复合材料，实现卓越的电磁波吸收性能（Mater. Today Phys.）。
论文链接：
Efficient Production of Graphene through a Partially Frozen Suspension Exfoliation Process: An Insight into the Enhanced Interaction Based on Solid–Solid Interfaces
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.4c04329.
Improving the liquid phase exfoliation efficiency of graphene based on the enhanced intermolecular and interfacial interactions
https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.148263.
In situ construction of efficient electromagnetic function Graphene/PES composites based on liquid phase exfoliation strategy
https://doi.org/10.1016/j.mtphys.2024.101408.
张经纬，河南省特聘教授，博士生导师，主要从事纳米材料的结构设计、宏量制备及节能储能应用研究。主持国家自然科学基金面上项目、NSFC-河南联合基金培育项目、NSFC-河南联合基金重点支持项目子课题等4项，主持河南省重点研发专项及企业横向课题等项目十余项。在Nano Lett., Nano Research, J. Mater. Chem.等刊物上发表SCI学术论文100余篇，获授权PCT美国专利、中国发明专利等十余项。主持完成多个系列产品的工业小试或中试试验并实现部分产品的商品化。
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