科研进展

本研究通过在石墨烯边缘引入共价芳香酰胺桥接，成功提升了石墨烯基纤维的机械强度和电导率。实验结果显示，得到的石墨烯纤维具有高达3.54 ± 0.25 GPa的拉伸强度和340 ± 32 GPa的杨氏模量，以及高达1.5 × 105 S m-1的电导率，这些性能均优于以往报道的类似条件下制备的石墨烯纤维。

这导致CO2与孔的高度竞争，但定量可逆的结合。从含有20vol%CO2物流中，获得了CO2/N2分离因子（平均为53）和CO2渗透率（平均为10,420）有吸引力的组合。稀释（~1vol%）CO2流的分离系数超过1,000，使膜材料有望从不同的点排放源中捕获碳。

本研究成功开发了一种通过持久性碳烯修饰金电极的可扩展μGHS，显著降低了接触电阻和闪烁噪声，实现了更低的磁场LOD。这一成果为无需标记的磁生物标志物检测提供了新的途径，尤其是在早期诊断铁过载相关疾病方面具有重要的应用潜力。研究还展示了通过集成微线圈和微流体通道，μGHS能够实现对SNPs的实时检测，进一步证明了其在生物医学检测领域的应用前景。这项工作为开发低噪声、可扩展的微型霍尔探测器铺平了道路，为医学诊断等领域的应用开辟了新的可能性。

北京理工大学先进结构技术研究院郭晓岗副教授团队，使用激光诱导石墨烯（LIG）作为电热驱动材料和压阻功能材料，基于肌肉组织功能仿生设计，开发了具有本体感受功能人工软体驱动器。LIG作为核心功能材料身兼双职，在为驱动器提供驱动力的同时，变形导致的电阻变化可用于反馈构形的实时状态。

本文开发了一种通过LIG方法制造的高效界面蒸发器。PI薄膜经过CuCl₂溶液不同浓度的表面涂层处理后，接受连续波CO₂激光处理，直接在柔性PI基底上合成了石墨烯/CuO复合层。涂有200 g L⁻¹ CuCl₂溶液的LIG/CuO-200在1个太阳光照射下表现出最高的蒸发性能，蒸发速率为2.54 kg m⁻² h⁻¹，效率为91.1%。制备过程包括旋涂和激光直接书写，简便低成本。

PI 电热膜的最高温度可达 310 ℃，加热速率高达 450 ℃-min-1，电热辐射转换效率高达 44%，电热转换效率为 0.27 W-℃-1。相应的稳态温度分别是等效的单独 rGO 和单独 GP 的 5.1 倍和 12.7 倍。此外，在典型水流量为 380 mL-min-1 和功率为 2000 W 的条件下，最终的铝电加热管可在 6 秒内将流动的水加热到 100 °C。770 次循环加热和冷却验证了其出色的抗热震性和可重复性。这种电加热复合材料具有卓越的电热性能、瞬间加热功能、长期稳定性和高安全性，在电加热领域显示出巨大的潜力。

本研究采用了一种创新的闪蒸焦耳加热（Flash Joule Heating, FJH）技术，实现了从煤炭到石墨烯的高效转化。FJH技术通过在毫秒至秒级的时间内，利用电脉冲快速加热碳材料，从而合成涡轮层状的闪蒸石墨烯（Flash Graphene, FG）。与传统的石墨烯制备方法相比，FJH技术具有操作简便、成本低廉、易于规模化生产等显著优势。研究团队成功开发了一种实验室规模的自动化FJH系统，能够在1.5小时内合成1.1公斤的涡轮层状FG，这一突破性进展为石墨烯的大规模应用铺平了道路。

研究人员开发了一种高对比度、热传输/隔离可切换且微型化的热调节器，通过在连接的石墨烯层之间嵌入具有优化比例的热膨胀微球，以获得高达10以上的切换比。该热调节器可以在30秒内从室温的热导状态（1.33 W m-1K-1）切换到大约100℃时的热绝缘状态（0.1 W m-1K-1）。

在这项工作中，我们开发了一种筋撑石墨烯，可以直接用作锂硫电池的硫宿主。筋撑膜结构不仅提高了导电性，而且提供了大的反应界面，提高了硫的利用率。互联的石墨烯网络促进了电子传输。缺陷增强了碳与硫的相互作用，促进了反应动力学，抑制了穿梭效应。因此，S/SG-1400复合正极在4 C时可提供857 mAh g−1的高倍率容量，在2 C下循环500次后仍保持66%的容量。这项工作考虑到无粘结剂电极结构和低成本材料，S/SG正极被认为有利于Li-S电池。

本研究采用闪速焦耳加热（FJH）技术，以基础铜碳酸盐和葡萄糖为原料，制备了具有良好导电性和抗氧化性的石墨烯包覆铜颗粒（Cu/Gr@Gr）。与传统方法相比，FJH技术无需昂贵的后处理，且所得材料导电性较以往报道的石墨烯包覆铜颗粒有显著提高。

本研究利用FJH技术将经过预处理的MSW转化为石墨烯。研究团队首先对MSW进行了预处理，包括干燥和热解，以降低水分和毒性。随后，将预处理后的MSW与废弃木材（WWT）混合，利用WWT的导电性降低整体材料的电阻，使其适合进行FJH处理。通过施加高电压电脉冲，MSW中的碳键迅速断裂并重新形成sp2杂化的石墨烯晶格。