材料分析与应用

利用湿法纺丝制备了掺铁的 MnO2/rGO-1V1 混合纤维电极。在Fe掺杂MnO2纳米线的插层作用下，Fe掺杂MnO2/rGO-1V1杂化纤维形成了独特的壁砖胶结结构，表明其具有优异的电化学性能、令人满意的机械柔韧性、强度和实际应用潜力。

研究提出了一种多功能柔性传感器，它是通过将激光诱导石墨烯（LIG）简单转移到聚二甲基硅氧烷上而实现的。在转移过程中，LIG 层上形成了均匀的微裂缝，从而实现了灵敏、稳定的柔性传感，并具有拉伸、弯曲、扭曲和按压等多重功能。

研究通过操纵扫描离心浇铸氧化石墨烯薄膜的热膨胀行为，制造出了一种高晶对准石墨烯薄片结构（AGLF），它具有精确控制的薄片厚度、孔隙结构和出色的石墨烯间接触。

本研究采用快速、室温、可扩展的醇还原法制备了超小 ZnMn2O4 尖晶石纳米颗粒（约5 nm）及其石墨烯复合材料（US-ZMO/G）。同步辐射 XRD 和 TEM 分析证实了超小纳米粒子的形成。在前驱体溶液中加入石墨烯后，US-ZMO 纳米粒子的严重聚集现象得到了有效抑制。虽然之前的报告只报道了单电子氧化还原反应（理论容量约224 mAh g-1），但通过将 ZMO 尖晶石颗粒缩小到纳米级，实现了翻倍的可逆比放电容量（第一和第二个循环分别为 460 和 445 mAh g-1），这与双电子氧化还原反应的理论容量（约448 mAh g-1）相对应。

本研究采用定向冷冻铸造和冷冻干燥方法制备了具有不同密度和取向结构的 rGO 气凝胶。通过对电磁参数的研究，阐明了气凝胶结构的各向异性和介电常数。其中，HRGA-5具有宽带吸收能力，10毫米厚度时的EAB为13.07 GHz，7.65GHz 时的RLmin为-19.66dB。在此基础上，提出了一种基于梯度阻抗的双层同质气凝胶匹配设计。

多级微孔梯度皱缩结构使传感器具有宽检测范围（33 Pa-6.67 kPa）、低检测限（33 Pa）和高灵敏度（125.9 ± 10.8 kPa-1）。此外，该传感器还具有良好的机械稳定性和较短的响应时间。更重要的是，所制备的传感器在监测大范围运动（如手指和手腕的弯曲运动）方面的潜在应用得到了证实。

总之，我们的研究成功地利用聚吡咯连接的中空碳纳米球和rGO制备了结构紧凑的多级多孔碳材料HCGP-200。这三种成分的协同作用赋予了电极出色的储锂性能。即使在5ag-1下进行2200次循环后，HCGP-200阳极仍保持780 mAh g-1的比容量。此外，在20Ag-1的极高电流密度下，经过3000次循环后，其可逆容量为450mAh g-1。这种多级梯度结构有效地承受了充电和放电过程中的应力变化，增强了材料的结构稳定性，并提高了结构的导电性。因此，它能够实现电极的可逆和快速充电和放电，这对大功率电池的应用具有相当重要的意义。

研究受榫卯结构的启发，制备了氨基-凹凸棒石/石墨烯杂化气凝胶（GNA）。由于氨基凹凸棒石纳米纤维对石墨烯气凝胶的结构调控，混合气凝胶在内部建立了连续的传热通道，确保了 PCM 的稳定封装。

该涂层由夹层结构的底层和顶层组成，前者包括由碳纳米管（CNT）和石墨烯密集混合而成的核心导电层和两层聚二甲基硅氧烷（PDMS）包裹层，后者则是填充有 TiN 和 SiO2 纳米颗粒的聚合物复合材料。

研究使用极小缺陷缺陷的非氧化石墨烯薄片（NOGF）作为光热材料，这种材料能够吸收98%以上的太阳光。通过双向冷冻铸造将 NOGF 与纤维素纳米纤维 (CNF) 结合在一起，我们制造出了垂直和径向排列的太阳能蒸发器。这种混合气凝胶具有出色的太阳能吸收能力、高效的太阳能热转换能力和更好的表面润湿性。

我们开发出了可规模化生产的水性石墨烯导电油墨，该油墨采用砂磨法生产，具有环保和出色的印刷性能，可用于固态柔性微型超级电容器的高分辨率丝网印刷。特别是，这种无需昂贵设备和苛刻后处理的高浓度油墨制备方法具有简单、高效和成本效益高的特点，因此适合采用卷对卷（R2R）工艺，在各种基底上一步印刷高导电图案。

这种优异的电化学性能不仅得益于在空气中处理后获得的多孔结构，它能有效缓解充放电过程中Sb2O3的体积变化，增加电极与电解液的接触，还得益于石墨烯的高导电性和机械强度，它能增强原始 Sb2O3/多孔碳纳米纤维的机械强度。

在本研究中，通过在市场上可买到的非金属 AF/AFF 基底上直接进行石墨烯 CVD 生长，开创了GAF/GAFF的先河。值得注意的是，在γ-Al2O3-AF 上生长石墨烯的过程中，首次在非金属衬底上发现了石墨烯独特的 VSS 生长模式，这与在传统催化惰性非金属衬底上观察到的众所周知的 VS 生长模式截然不同，从而导致了石墨烯相对快速的低温生长。所提出的 VSS 生长模型大大推进了我们对非金属基底上石墨烯 CVD 生长的理解。除了实验室水平的 GAFF 制备，我们还实现了大规模 GAFF 的稳定量产。

膨胀石墨/PCM 相变复合材料可消除泄漏并提高有效导热率，而石墨烯涂层则可实现 PCM 再生的辐射冷却。该复合材料在实际 BTMS 中表现出卓越的热性能，与传统 BTMS 材料相比，温度降低了 26%。该复合材料的热控制性能可与主动冷却相媲美，从而降低了成本，提高了简便性。除 BTMS 外，这种材料预计还将应用于大量需要严格热管理的工程系统中。