材料分析与应用

本文，江南大学化学与材料工程学院刘天西教授课题组在《ACS Appl. Polym. Mater》期刊发表名为“4D-Printed Bionic Soft Robot with Superior Mechanical Properties and Fast Near-Infrared Light Response”的论文，研究提出受自然生物的启发，将3D打印与智能水凝胶相结合，制备了一种4D打印海星型仿生软体机器人(SBSR)。

卓越的阻燃性、机械性能、介电/绝缘性能和导热性（λ）组合对于环氧树脂（EP）在高端工业中的实际应用至关重要。迄今为止，要在环氧树脂中实现这样的性能组合仍然是一个巨大的挑战，因为它们的调节机制各不相同，甚至相互排斥。

研究首次报道了利用超临界水法（SCW）合成单相分层一维（1D）支化BiVO4-还原石墨烯氧化物（BVONB/RGO）纳米复合材料，RGO 的重量百分比从 6、12、24 到 26 wt%不等。

研究采用一种简单、快速、可扩展的 “改良再沉淀法 “来创建包裹结构。将分散在四氢呋喃中的氧化石墨烯（GO）和二氧化硅吡咯烷酮（SiMP）注入正己烷中，GO 和 SiMP 本身在正己烷中无法分散。因此，GO 和 SiMP 在注入后立即聚集沉淀，形成包裹结构。生成的 SiMP/GO 薄膜经过激光刻划，将 GO 还原成激光刻划石墨烯 (LSG)。

本文创建了一种线性柔性PU-PGP传感器，该传感器具有一层分层排列的石墨烯纳米板。该传感器是在不使用化学溶剂的情况下制造的，仅依靠石墨烯纳米板和PDMS之间的强静电和范德华力。

研究提出通过静电组装，将带负电荷的 NiCo2S4 纳米花均匀锚定在带正电荷的 Ti3C2TX 基底表面，形成分层 Ti3C2TX@NiCo2S4 异质结构，然后通过水热氧化石墨烯（GO）-凝胶化自融合工艺在低温下将异质结构组装成三维多孔水凝胶。

作者制备了一种PDA改性的氧化石墨烯水凝胶，并研究了该水凝胶的溶胀性、粘附性、自修复能力和自供电能力。PDA/rGO水凝胶可以组装成发电机设备，为柔性可穿戴设备的小型电子设备供电。本研究拓宽了PDA改性氧化石墨烯水凝胶在能量收集中的应用。

利用hGw 的多孔结构，通过机械压球合成了具有超高边缘接枝氧基团（约37.8 at%）的多孔石墨烯纳米片（hGnw）。作为 SIB 的阳极，hGnw具有出色的钠离子存储特性，初始库仑效率高达 82.4%，可逆容量高（例如，0.03 Ag-1 时为 416.1 mAh g-1），速率能力出色（例如，2 Ag-1 时为 153.3 mAh g-1），并且具有长期循环稳定性（例如，1.5 A g-1 时循环 400 次后为 152.7 mAhg-1）。

研究发现，GNP 的加入改善了 PVDF 的熔体粘弹性并提高了其初始结晶温度。此外，GNP 还能扩大发泡温度窗口，细化泡孔尺寸，并诱导泡沫形成开孔结构。用这种方法制造的纳米复合泡沫的发泡温度窗口超过 20 °C，发泡比超过 40，密度低于0.04 g/cm3。得益于较高的发泡比、发达的开孔结构以及 GNPs 的热辐射衰减效应，纳米复合泡沫的导热系数低至 30.14 mW m-1K-1。此外，泡沫还具有良好的压缩机械性能、疏水性和阻燃性。

研究通过在纤维素/氧化石墨烯气凝胶表面合成 ZIF-8，接枝三甲氧基（1H,1H,2H,2H-heptadecafluorodecyl）硅烷，并加入负效电晕处理，开发出了一种多孔负三电材料，并将其与正三电材料结合，制造出了一种基于纤维素纳米纤维的 TENG 自供电过滤器。

值得注意的是，这种 HSC 器件保持了极佳的循环稳定性，在 5 Ag-1 的条件下进行 10,000 次充放电循环后，仍能保持 93.3% 的初始性能和 86.6% 的库仑效率。这些发现凸显了NiSe/g-C3N4/rGO 作为一种多功能、高效电极材料在战略开发 HSC 器件方面的潜在用途。

在这篇论文中，以C3N4纳米片为模板、葡萄糖为碳源，通过发泡固态反应合成的掺杂N的石墨烯为Li3VO4在纳米尺度上的限制和均匀生长提供了足够的二维纳米空间，同时有效地将每个纳米构件锚定在夹层中，从而实现了活性成分的充分发挥。

综上所述，通过一锅聚合和溶剂置换处理，以 NIPAM 作为聚合单体，粘土作为交联剂，GO 纳米片作为功能添加剂，锂离子作为导电离子，开发出了一种基于坚韧、导电和自修复水凝胶的可穿戴传感器，该水凝胶对人体皮肤的粘附性可调。

综上所述，作者设计出了一种基于石墨烯的双可调谐元表面，它具有独立的反射幅度和共振频率动态控制、出色的光学透明性和出色的灵活性。我们推测所设计的元表面在电磁调谐和电磁隐身领域具有潜在的应用前景。