材料分析与应用

通过利用冷冻方法，增强骨架结构和刚度，以及对骨架表面化学成分的细致调整，开发了一种自然干燥方法，用于制备具有三维球形大孔结构的MXene基气凝胶。这种合作策略不仅使各种尺寸的天然干燥MXene基气凝胶成为可能，而且还大大改善了气凝胶的机械性能和电响应。

这种疏水性石墨烯导电率高达10.0Ω-sq-1，接触角高达 148.8°，可无缝集成到屋顶上，创造出经济、快速、环保的智能屋顶解决方案。这些 LIG 电极的疏水表面结合了 LIG 的加热功能，在防水、干燥木材和促进除冰功能方面展示了其多功能性。这项完全依靠激光在木材上绘制图案的环保发明，不仅延长了屋顶的使用寿命，还解除了人们对电子废物和回收利用的担忧，有望整合出绿色、智能和可持续的屋顶解决方案。

该方法包括将聚酰亚胺（PI）带转化为激光诱导石墨烯（LIG），并利用紫外激光直接写入技术将其转移到玻璃基板上。这种工艺无需在环境空气中进行额外的化学处理，即可制造出嵌入石墨烯的玻璃。随后，除去残留的 PI 胶带，就得到了电阻率为 1.065 × 10-3 Ω m 的基于 LIG 的玻璃电极。

鉴于 GA@PMC 电极的易合成性、成本效益和优异的电化学性能，我们预计它将在广泛的电化学储能系统中找到前景广阔的应用。

研究采用冷冻干燥、浸没吸收、二次冷冻干燥和碳化处理等高效方法，精心设计和合成了具有二维/三维（2D/3D）范德华（vdWs）异质结构的还原氧化石墨烯/碳泡沫（RGO/CFs）。

目前，研究仅限于实验室的小规模制备。如果能够实现规模化准备，多功能应用前景将得到更好的实现。因此，所提出的异质结构碳纳米复合薄膜被证明具有用于下一代轻质、耐高温和弹性导向的形状转换材料的前景，适用于先进的航空航天应用。

本研究采用化学交联法制备了具有优异抗压性能的 PCG 杂化气凝胶，并将其作为 PEG 的支撑材料用于制备 SSPCM。

研究采用可扩展的磨砂方法，在二维和零维碳材料复合体系的基础上开发了一种高导电性和分散的石墨烯复合油墨。羧甲基纤维素（CMC）可通过立体阻碍作用有效解决石墨烯和石墨化碳的聚集问题。

本研究通过利用复合石墨烯阳极中n掺杂和f掺杂的协同效应，为控制锂电镀/剥离提供了创新的视角，并展示了设计和构建实用石墨烯基锂金属电极的合理策略。

我们设计了一种烷基化 IL，通过亲核开环反应实现了多分散共价转化石墨烯，并创新性地拓展了其作为二维表面活性剂的功能。可聚合的 IL-GO 与超声波诱导的有机水凝胶网络融为一体，而非单独结合。此外，快速制备的有机水凝胶具有良好的机械性能（强度为 160 kPa，断裂伸长率为 1090%）、两栖粘附性、保湿性、环境耐受性（从 -20 到 50 °C）和导电性，可在不同场景下用作多模态全天候传感器。

本研究设计的掺杂杂原子的GO气凝胶具有高比表面积和丰富的催化位点，能够有效地将二氧化碳捕集和光催化还原结合起来，在环境污染物吸附和修复方面具有潜在的应用前景。

通过掩模辅助等离子体增强化学气相沉积（PECVD）方法，在微金字塔结构的硅衬底上沉积了共形石墨烯纳米墙（GNWs）图案阵列，并将其用作压力敏感电极，从而实现了 64 点/cm2 的空间分辨率、高灵敏度（222.36 kPa-1）和短响应时间（2 ms）。更重要的是，HfO2隧穿层能有效抑制噪声电流，使其感应到力分辨率为1/1000、信噪比为36.32 dB的弱压信号。通过利用其高分辨率阵列，可以获取更全面的脉冲信号，并成功复制脉冲波的 3D 形状。这项工作表明，高分辨率传感器在远程智能诊断中的应用前景广阔。

用这种方法生产的柔性传感器检测限低至 100mg，响应速度快，恢复时间分别为 40ms和 20ms，即使经过多达 30,000 次运动循环也不会出现性能衰减。我们开发的传感器能够相对准确地监测脉搏，这为将来取代笨重的设备和实现心血管检测正常化提供了机会。为了进一步拓宽应用领域，该传感器被安装成一个传感器阵列，用于识别不同重量和形状的物体，这表明该传感器在可穿戴人工智能领域具有很好的应用潜力。

这种对其特性的控制为定制这些混合泡沫以满足各种应用（尤其是太空探索及其他应用）的特定要求提供了令人兴奋的可能性。

研究采用冷冻干燥工艺开发了一种氧化石墨烯/芳纶纳米纤维（GO/ANFs）气凝胶。氧化石墨烯/芳纶纳米纤维气凝胶集多孔微通道、超亲水性、抗油污能力、增强的广谱光吸收率（超过 92%）和良好的太阳能/热管理功能于一身。