材料分析与应用

研究了碳基纳米填料对雷击损伤的耐受性及其影响。比较了单层原始碳纤维增强塑料（e-CFRP）和填充了 3 wt % 石墨烯纳米片（GNP-CFRP）或 2.5 wt % 石墨烯纳米片和 0.5 wt % 碳纳米管组合（GNP/CNT-CFRP）的纳米复合材料。

这项工作为制备轻质高效电磁波吸收体提供了一种简单高效的方法，在雷达隐身防护领域具有广阔的应用前景。

获得的无序石墨烯密度高达1.18g cm-3，离子导电性比普通层状石墨烯提高了六倍，在离子液体电解质中的体积电容高达 297 F cm-3。所制造的叠层电池可提供 94.2Wh L-1 的体积能量密度和13.7 kW L-1 的功率密度，是电容式储能领域的重大突破。此外，所提出的无序石墨烯电极被组装成基于离子凝胶的全固态袋式电池，具有很高的机械稳定性和多种可选输出，展示了在实际应用中灵活储能的巨大潜力。

合成材料的拉曼光谱显示出石墨烯基材料的光谱特征，并显示出缺陷和氧含量。X 射线衍射显示了石墨晶格的特征，层间距稍大，这归因于插层官能团。X 射线光电子能谱证实 sp2 杂化碳是主要成分。高分辨率透射电子显微镜可深入了解多层结构和层间距的变化。与氧化形式的石墨烯相比，合成的原始石墨烯吸附全氟辛酸的效率几乎高出十倍，但与石墨烯基纳米复合材料相比，吸附效率略低。

结果表明，煤化程度高的无烟煤在峰值温度约3300 K时往往会形成高度石墨化的碳材料，在电容储能方面具有较高的速率能力（30Ag-1 时的容量保持率为79.1%）和较低的弛豫时间常数（τ0= 0.27s）。此外，从褐煤和烟煤中提取的低煤级闪速碳材料显示出更好的电容性能，在1Ag-1时容量超过80Fg-1。这项研究证明，FJH 技术在将煤炭转化为有价值的碳材料方面具有巨大潜力。

通过固定抗坏血酸的浓度和调整柠檬酸铵的用量，我们可以得到兼具机械和电气性能的 DrGA-2。DrGA-2 的最大应变和应力分别为 40.0% 和 21.5 千帕。同时，仅 10% 的压缩应变就足以引起 95% 的电阻变化率。将 DrGA-2 组装成电容式传感器后，在不同的应变条件下，其电容变化率从 80% 到 200% 不等，从而实现了对人体细微动作的实时监测。这证明了这种材料在这一领域的巨大潜力。

研究采用自蔓延还原策略，为 PIB 制备了柔性自支撑三维多孔石墨@还原氧化石墨烯（3D-G@rGO）复合薄膜。三维多孔网络不仅能有效缓解石墨的体积膨胀，还能为钾储存提供大量活性位点，并允许电解质渗透和离子快速迁移。

研究通过将激光直写石墨烯（LG）电极与磷酸-非离子表面活性剂液晶（PA-NI LC）凝胶电解质相结合，开发出了可在宽工作电压窗口工作的柔性对称微型超级电容器（MSC）。为了增加 MSC 器件的柔性并提高其与各向异性表面的保形能力，在聚酰亚胺（PI）薄膜表面形成相互咬合的石墨烯后，进一步将器件转移到柔性、可拉伸和透明的聚二甲基硅氧烷（PDMS）基底上；该基底在弯曲测试中显示出良好的柔性和机械特性。

在先前工作的基础上，这项工作包括将石墨烯与硅树脂/环氧树脂（SR/EP、粘合剂）和生物基化合物/可膨胀石墨（MCDPM/EG、阻燃剂）一起进一步引入涂料中。设计涂料的目的集中在提高火灾隐患中的耐火效率，延长救援时间，丰富表面功能性。通过水接触角（WCA）测试验证了制备的涂层的表面润湿性。为了验证涂层可能存在超疏水性的原因，分别采用傅里叶变换红外光谱（FTIR）、能量色散X射线光谱（EDS）和扫描电子显微镜（SEM）研究了涂层的化学结构、表面元素含量和微小形貌。

实验和数值模拟结果表明，径向-GO/PVA 气凝胶具有横向径向支柱和纵向片状支柱，并带有横向平行韧带，因此在 ISVG 方面具有多功能特性，包括优异的光吸收性能、合理的水分调节性能、良好的热管理能力和高效的排盐性能。在标准太阳辐照（1 kW-m-2）条件下，水蒸发率可达 1.58 kg-m-2-h-1。更重要的是，径向-GO/PVA 气凝胶在浓度为 20 wt % 的 NaCl 溶液中连续蒸发水超过 8 小时，表现出长期稳定性，这表明通过 ISVG 路线对高浓度盐水进行脱盐和净化具有潜在的应用前景。

生成的复合电极由1D AgNWs作为渗透网络，2D石墨烯纳米片作为导电性增强组分组成，显著降低了AgNWs薄膜的片层电阻，从80.6 Ω·sq降至27.1 ·sq−1同时保持光学透过率高达89.0%。复合电极还具有优异的机械弯曲稳定性和化学稳定性。该复合电极被成功应用于透明加热装置，显示出良好的热稳定性和加热效果。这项研究为高性能 FTE 的制备提供了一种新的方法，可实现大面积和连续生产。

沉积在rGO表面上的硫纳米片在充放电循环过程中表现出卓越的容量保持稳定性，即使硫含量高达89%。值得注意的是，阴极的其他成分，如rGO、导电碳和碳纤维，对抑制锂硫电池中的穿梭效应的影响很小。这突显了硫纳米片的独特形态在实现锂硫电池出色电化学性能方面发挥的关键作用。

研究以天然丰富且具有生物相容性的腐植酸钠（SH）为前驱体，通过简便的冰诱导拼图法和碳化策略，制备出从实验室规模到公斤级的 PCNS。

与GGFF相比，在CNT/GGFF中构建三维导电和导热网络可使板材电阻降低>90%，抗拉强度提高4.5倍，热阻降低>70%，在复合材料、散热和除冰等领域的应用前景广阔。此外，CNT/GGFF的热阻表现出与温度无关，将应用扩展到航空和航天，因为传统材料的热导率随环境温度的变化会对飞机的热稳定性、可靠性和寿命产生不利影响。

这项研究的结果从根本上揭示了作为固体电解质的 GO 以及假电容性 MXene 的结构特性和电化学性质，并为设计全固态柔性电子器件（如使用 MXene-GO 组合的湿敏探测器或柔性储能器件）提供了指导。