材料分析与应用

研究采用简便、可扩展的冷冻干燥和碳化方法，高效制备了可再生、低密度、高强度和大纵横比的陶瓷二氧化硅（SiO2）纳米纤维，以帮助制备超轻但坚固、高弹性和疏水的石墨烯气凝胶。

研究提出了一种基于碳纳米管/石墨烯复合导电皮革（CGL）的柔性传感器，它使用具有三维网络结构的胶原纤维作为柔性基底。

研究提出引入一维（1D）还原氧化石墨烯（rGO）纳米带作为MXene纳米片之间的间隔，以构建抑制自堆积的复合结构。正如预期的那样，由于 rGO 纳米带的立体效应和高纵横比，添加了5wt% 氧化石墨烯 (GO) 的 MXene/rGO 混合电极大大提高了比电容（5mV s-1 时为397.4Fg-1）和无与伦比的速率能力（2000mV s-1 时电容保持率为52.9%）。这项研究为开发用于先进储能设备的MXene基材料提供了重要启示。

通过设计一种具有互不干扰导电网络的多层结构，所制备的 CGGTM 具有检测限低（0.05% 应变）、灵敏度高（测量系数 GF > 152537）、检测范围大（高达 364% 应变）、响应/恢复时间快（80 毫秒/100 毫秒）和卓越的循环耐久性（高达 1000 次循环）等特点。此外，当 CGGTM 组装成一个三电纳米发电机（TENG，3 × 3 cm2）时，也表现出令人满意的三电性能，包括高三电输出（开路电压 Voc = 135.4 V，短路电流 Isc = 1.25 µA）和功率密度（88 mW m-2），实现了可靠供电、自供电传感和脉冲监测能力。最后，CGGTM 成功应用于生物信号的收集和机器学习算法辅助下的多手势动作识别，为未来的手势智能交互带来了希望。

结果表明，在环境条件下，用甲乙酮处理木质素，通过直接激光写入法生产出缺陷水平明显较低（ID/IG 比为 0.12）的 LIG。利用低缺陷 LIG 电极制造的三电触觉传感器具有超强的耐用性（超过 15,000 次）、准确和实时的响应性（<0.01 秒）、宽范围的触摸频率（1-6 Hz）以及对压力的超灵敏度（5-300 kPa）。此外，该传感器还成功用于 LED 的无线控制。这项工作表明，木质素衍生的低缺陷LIG在智能电子应用方面具有巨大潜力。

这项工作很好地克服了在单个石墨烯构件的特性与其产生的大规模结构的新特征之间建立联系所面临的挑战。因此，这种手性模板指导的 CVD 策略将为在光电转换、能量存储、电磁学和分离等各种应用中创造出大量手性向列材料铺平道路。

研究通过引入氧化石墨烯 (GO) 增强了三电荷的产生，并通过聚酰亚胺 (PI) 薄膜作为过渡层降低了电荷损耗。通过两者的结合，我们最大限度地提高了 TENG 的电输出性能。

带正电荷的中空介孔二氧化硅（MSN-NH2）和带负电荷的氧化石墨烯（GO）通过静电组装复制了豆荚的结构。合成的微柱（MSN-NH2/GO 微容器）作为无毒指示剂和抑制剂 Phen 的大容量微容器，将 Phen 与环氧基质隔离，避免了不相容和早期泄漏。当 pH 值升高时，MSN-NH2 的表面电荷变为与 GO 相同的负电荷状态，导致静电斥力剥离并释放出封装的 Phen，模拟了豆荚成熟时的爆裂行为。这种触发释放模式保证了当局部 pH 值升高而发生腐蚀时，涂层中的微柱能释放出Phen，GO 既是控制 Phen 释放的阀门，又是抑制腐蚀性介质扩散的屏障。

研究报告了一种改善 Ti3C2TX 电容和循环性能的方法，即在 Ti3C2TX 夹层中插入聚吡咯（PPy），并通过低温水热自组装方法合成三维 Ti3C2TX@PPy-rGO 水凝胶。三维交联结构有效防止了 Ti3C2TX@PPy 异质结构的团聚。

基于薄膜-雨滴界面上电子/阳离子假电容的循环充放电行为，通过优化阳离子的浓度和种类，产生了周期性的电流和电压信号，每个雨滴的最大值分别超过了2.5μA 和100μV。通过提高复合薄膜中的电子浓度，发电量明显增加。值得注意的是，雨水能量收集装置表现出卓越的长期稳定性，能够经受住连续模拟降雨条件下的持续攻击。

本研究利用聚合物纱线制造中普遍采用的工业流程–熔融纺丝技术，成功地制造出了含有增效 MWCNT 添加剂的导电石墨烯-PET 复合纱线。这种协同方法大大增强了纱线的导电性，与不含 MWCNT 添加剂的纱线相比，实现了七阶量级的飞跃，并以 100 倍的显著优势超越了 MWCNT-PET 复合纱线。

这种生物石墨的质量指标等同或超过了球化天然石墨，拉曼 ID/IG 比值为 0.051，与石墨烯层（La）平行的晶粒尺寸为2.08微米。这种生物石墨可直接作为液相剥离石墨烯的原始输入材料，用于规模化生产导电油墨。

PE 和 GO 的结合使致动器能够对各种刺激做出反应，包括湿度、高温、低温、光和挥发性有机化合物。高灵敏度使得致动器可以利用废弃能源而不是人工能源，这为软机器人的绿色和可持续发展带来了令人兴奋的机遇。