材料分析与应用

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。

GCNP海绵的嵌入式印刷保留了海绵的多孔性，使其能够承受较大的变形和反复压缩，表现出优异的抗压性和抗疲劳性。以亲水性多孔海绵为模板，将打印的GO油墨形成具有三维互连的嵌入式导电结构，显著提高了GCNP海绵传感器的灵敏度，使其能够监测微小的压力变化。

以低含量的二维导电纳米片（MXene 和 rGO）为 “砖”，以导电聚吡咯为 “砂浆”，以一维（1D）纳米纤维为 “钢筋”，通过共价键和非共价键实现了 MXene 和 rGO纳米片的强界面交联，从而协同提高了其机械性能。

研究者分别在聚二甲基硅氧烷（PDMS）基底上滴涂和干燥银纳米线和石墨烯薄膜，制备了一种基于层间耦合效应的柔性应变传感器。该应变传感器展现出了极高的灵敏度（GF = 34357.2），较快的响应速度（85 ms），以及出色的稳定性（1000次循环）。

研究提出一种受芯片启发而设计的垂直集成结构，通过在还原氧化石墨烯（rGO）基体中植入 Mo2C 纳米颗粒和纳米硫作为LSB阴极。这种结构能够在rGO上以串联阵列的方式合成孤立的硫纳米反应器 (S-NR)，从而产生类似芯片的集成LSB。