科研进展

本研究通过原位生长技术成功地将缺陷石墨烯和硅氮化物纳米线引入到氧化铝陶瓷中，显著提高了陶瓷的力学性能和EMI屏蔽效果。这项研究为高效强化和功能化陶瓷材料提供了新的思路，有望推动相关材料在航空航天、电子设备等领域的应用发展。

首要挑战是悬浮石墨烯结构的制备良率较低，特别是在制备悬浮单层石墨烯结构时，产率普遍不高。为提高悬浮石墨烯的制备良率，需要持续优化CVD生长工艺，以获得晶界更少的大尺寸石墨烯晶粒。其次是器件稳定性和可靠性有待提高。为应对这一问题，需要采取有效措施保护石墨烯免受环境影响，例如使用h-BN、Si₃N₄、Al₂O₃或基于PMMA的聚合物进行封装保护。此外，在单一制程中实现多类型悬浮传感器的制备工艺开发也是一个重要挑战。其它需要解决的问题还包括高性能电子读出电路的开发、器件封装以及可靠性评估等方面。

2018年，马里兰大学胡良兵教授团队报道了一种具有创纪录电导率和迁移率的还原氧化石墨烯（RGO）薄膜。通过在3000 K的高温下利用焦耳加热进行热还原，制得的RGO薄膜电导率达到了6300 Scm^-1，迁移率达到了320 cm^2 V^-1 s^-1。

该工作首先回顾了二维（2D）材料在构筑高性能水处理膜方面的有效策略；随后总结了二维纳米片膜（2DNMs）及二维材料改性聚合物膜（2DNMPMs）在去除持久性有机污染物、内分泌干扰物、抗生素和微塑料等新兴污染物（ECs）方面的研究进展；最后提出了此系列高性能膜对ECs的多重分离机制和耦合去除机理，并指明了该领域当前面临的挑战以及未来的发展方向。

本研究提出了一种新颖的“蛋盘石墨烯纳米带”（EGNR）家族，通过切割蛋盘石墨烯构建而成，这些纳米带不仅具有锯齿边缘，还包含内部缺陷（如五边形和七边形）。通过第一性原理计算，研究者发现这些EGNR表现出显著的BMS特性，具备半金属性及无间隙半导体（SGS）等其他自旋电子特性。

碳材料修饰活性物质可以有效地提升材料的电子电导率。基于目前最新改性研究进展，碳材料修饰改性策略可以分为两类：(1) 碳包覆；(2) 碳复合材料调控。NVP表面的导电碳涂层不仅可以提高电子导电性，还可以减少NVP与电解质之间的副反应，从而提高NVP的电化学性能(图2)。由于碳纳米管、石墨烯、碳点等碳基材料具有独特的结构和高导电性，其与NVP复合可构建高性能的NVP/C复合材料，如图3所示。

来自Sungkyunkwan University的Jong-Hyun Ahn教授和Byung Hee Hong教授合作报道了通过化学气相沉积在柔性铜衬底上生长的主要单层30英寸石墨烯膜的卷到卷生产和湿化学掺杂。薄膜的片电阻低至∼125 Ω □−1，透光率为97.4%，并表现出半整数量子Hall效应，表明其质量较高。他们进一步使用逐层堆叠来制造掺杂的四层薄膜，并在透明度为∼90%时测量其低至∼30 Ω □−1的薄层电阻，这优于铟锡氧化物等商业透明电极。

在这项研究中，研究人员利用第一性原理计算方法，系统地探讨了铜掺杂石墨烯（Cu/N2OG）作为锂离子电池、钠离子电池及钾离子电池负极材料的潜力。

报道了石墨烯能量转移与垂直核酸vertical nucleic acids (GETvNA)，一种研究DNA-蛋白质相互作用的方法，利用了双链DNA在石墨烯上的垂直取向。通过从探针染料到石墨烯的能量转移，动态研究发DNA构象变化，在亚秒级时间分辨率下，实现低至Ångström尺度的空间分辨率。

本研究介绍了一种新型SA/GO（~3 mm大小）用于去除EtBr，利用SA的成型性和GO的结构稳定性来解决传统SA凝胶在高盐或碱性条件下的挑战。与悬浮的GO相比，该珠子具有实际的优点，如易于处理和与溶液的快速分离。