材料分析与应用

进一步的电化学测量结果表明，之所以能取得如此优异的性能，是因为层叠 VO2/V2O5 异质结构具有丰富的位点和内置电场，从而加速了电子/Zn2+ 的转移，减轻了结构退化，同时类石墨烯碳纳米片也具有优异的导电性能。

研究提出了一种可扩展且具有成本效益的界面增强策略，通过用聚乙烯亚胺改性聚酰胺纱线以增强其与氧化石墨烯（GO）片的相互作用，然后用氢碘酸还原 GO 成分，从而制造出具有令人满意的机械性能的高导电性纱线。

本研究旨在提供一种构建用于封装 PCM 的各向异性气凝胶的有效策略，并确定 PVA/石墨烯材料组合在热管理应用中的巨大潜力。

采用了一种两步电化学方法，其中特别设计的插层步骤可控制石墨烯纳米片的表面功能。全面的表征揭示了石墨烯纳米片的物理化学特性对均匀性、流变性、导电性和 EMI 屏蔽效果 (SE) 的重要影响。

研究通过在专用截面平面上将微结构从蜂窝状重新配置为屈曲结构，实现了一种各向异性交联壳聚糖和还原氧化石墨烯（CCS-rGO）气凝胶超材料。

研究首先开发了一种中空海胆状 Ni-Co MOF，并将其与还原氧化石墨烯（RGO）耦合，对商用聚丙烯隔膜进行了改性。锂-S 电池的电化学性能得到了很大改善。在0.1 C时，初始容量可达1385mAh g-1，在1C时循环300次后，容量仍能保持在680 mAh g-1（库仑效率为 89.3%），且每循环容量衰减率仅为0.036%。

研究报告了一种原位浸渍合作策略，即在膨胀过程中将氧化石墨烯（GO）和聚乙二醇（PEG）一起引入碳纳米管（CNT）网格，并构建1D-2D多层次骨架，从而得到CNT/GO/PEG复合相变纤维。GO 的存在在增加界面接触和空间体积方面发挥了更重要的作用，从而产生了高负载（高达 96.8%-98.4%）、高相变焓和相对较低的热导率等特性。因此，CNT/GO/PEG 相变纤维在放热过程中具有更高的热效率，显示出良好的热管理特性。

与单一的 MXene 或石墨烯成分相比，异质结构中的MXene侧能更有效地锚定多硫化锂并抑制穿梭效应。然而，更重要的是，Ti2CS2-石墨烯异质结构能更有效地促进放电过程中的硫还原反应，并降低充电过程中Li的扩散阻力/Li+2S 的分解阻力，这有利于改善Li-S电池的迟滞动力学。这项研究表明，Ti2CS2-石墨烯异质结构可用作潜在的阴极宿主，并为锂-S电池阴极宿主的设计提供了理论指导。

首先，将浓硫酸预掺杂到石墨箔中，促进石墨箔均匀膨胀，将其转化为准单层石墨烯结构。随后，在还原性/氧化性电解质中进行后剥离会同时触发剥离和氧化过程，从而产生分散良好的石墨烯纳米片，其氧化程度可在数分钟内量化。综合表征研究证实了剥离氧化石墨烯的不同氧化程度，跨越了通过施陶登迈尔、霍夫曼和胡默斯方法获得的传统氧化程度。此外，我们还评估了该方法的可扩展性以及剥离氧化石墨烯纳米片的溶液可加工性，证明可以连续生产公斤级氧化石墨烯，并制造出具有优异机械性能的米长纳米复合薄膜。

腺嘌呤修饰的氧化石墨烯纳米片被嵌入到这些弹性体中，以提供丰富的界面非共价 H 键。多类型 H 键的协同作用有效地解决了上述矛盾特性，在室温自愈合 2 小时内（自愈合效率 = 85.62%）创造出一种具有最佳机械性能（46.60 兆帕的优异强度和 1736.89% 的拉伸性）的弹性体。有趣的是，仿生聚氨酯/石墨烯即使在低温和水环境下也能表现出抗腐蚀和爬行功能，从而实现快速自愈，这为构建坚韧的自愈柔性复合材料提供了一种新策略。

一种称为“摩擦纳米发电机 （TENG）”的能量收集装置由水泥还原的氧化石墨烯 （rGO） 复合材料制成，可将机械能转化为电能。发现 rGO 掺入水泥可以通过空间电荷极化增强 TENG 的电输出，从而导致摩擦电荷密度增加。水泥-rGO 复合 TENG 实现的最大功率密度为 1.72 W/m2，是未改性水泥 TENG 的六倍。此外，rGO将水泥复合材料的抗压强度提高了 50%。这种增强归因于rGO的大比表面积，它会产生成核位点，导致水泥水化产物的结晶增加。这项工作的结果突出了开发具有更高机械强度的智能能源建筑的功能性建筑材料的前景。

通过优化氧基团，可以调节活性位点、电导率、离子扩散、水稳定性等，还能促进简便的制备方法在实际应用中的应用。基于这一优势，我们利用优化后的石墨烯制备了无衬底柔性MSC器件。这种方法具有大规模、环保、低成本、可设计图案等优点。

乳液型石墨烯气凝胶的密度超低（约3.0 mg cm-3），具有出色的导电性、空气口径的热绝缘性、75.0dB的高 EMI 屏蔽效果、90% 的应变可压缩性和超强的抗疲劳性。有趣的是，得益于乳液的凝胶状流变行为，可通过三维打印获得具有可编程几何形状的超轻石墨烯支架。这项工作为制备具有优异电磁干扰屏蔽性能的超轻、超弹性石墨烯气凝胶提供了一种通用方法，在各个领域展现出广阔的应用前景。