科研进展

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。

本文基于密度泛函理论进行理论计算，探索氧化石墨烯上羟基和环氧基的热力学分布。影响氧化石墨烯结构稳定性的关键因素有三个:电子分布、位阻和氢键增强，导致羟基和环氧基在氧化石墨烯的两侧紧密分布。因此，我们提出氧化官能团在氧化石墨烯上的选择性近端分布，并认为岛状氧化区更有利于在氧化石墨烯的实际结构上形成。这种选择性的近似前台阶分布模式有助于解释氧化石墨烯表面的起源和演化，并有助于理解二维单层结构的微观表面化学。

本研究旨在阐明功能化石墨烯膜的层间间距如何影响放射性离子的分离。利用聚偕胺肟(PAO)修饰氧化石墨烯，控制了石墨烯膜的层间距。

与传统的石墨烯电极材料相比，BGA 不仅能激活硼相邻碳原子产生假电容，还能加速电解质离子的纵向转移。由于 CoMoO4 和 CoP 异质界面之间的电子耦合效应和界面协同效应，CoMoO4@CoP/BGA 表现出理想的比电容（1 A/g 时为 3056.3F/g）和优异的长期循环性能（10,000 次循环后仍保持初始电容的 88.4%）。BGA 阴极也表现出更强的性能，1 A/g 时的比电容为 431.7F/g，远高于文献报道的碳材料。最后，在 10 A/g 的高电流密度下，CoMoO4@CoP/BGA/BGA HCS 器件表现出卓越的循环稳定性（10,000 次工作循环后比电容保持率为 95.6%）。此外，在功率密度为 800.0 W kg-1 时，该 HCS 器件显示出 50.2 Wh kg-1 的高能量密度。

本工作首次报道了通过二元前驱体协同CVD策略在GFF基底上可控生长石墨烯。利用分解效率高的乙炔作为活性炭原料实现石墨烯的快速生长，含氧丙酮则可提高石墨烯层的均匀性和晶体质量。二元前驱体的协同作用实现了石墨烯生长速率的提高同时降低了石墨烯的缺陷密度。设计了二元前驱体分叉引入-合流预混（BI-CP）系统，包括利用高精度注射泵控制液态丙酮的输送、二元前驱体与载气的预混合和汽化、气相传输管线的加热措施和监测单元，实现了前驱体的稳定可控引入。设计的BP-CP CVD系统可实现批次间和批次内GGFF的稳定制备，在热管理应用方面具有巨大的潜力。

该工作构建了石墨烯/电子化合物异质结作为单原子催化剂的载体，用于调节单原子的SRR催化活性。电子化合物表面的电子云转移至石墨烯，然后传递到金属单原子，影响金属活性位点的电子结构和与锂硫分子的结合强度。通过计算吸附能、吉布斯自由能、过电势和Li2S分解势垒，进一步揭示了电子化合物对单原子催化锂硫反应的促进作用。同时构建相应的描述符用以阐明高催化活性的来源。这一研究为锂硫电池电催化剂的理论设计提供了新思路。

研究通过在两亲空心双石墨烯片（DGS）中原位封装 SnS2/MoS2 纳米粒子，制备了一种异质结构双金属 TMS 阳极。分层多孔 DGS 由内部亲水石墨烯和外部疏水石墨烯组成，可加速电子/离子迁移，并在膨胀和/或收缩过程中牢固保持合金微粒的完整性。

本文实现了一种光驱动的水凝胶发射器，它利用嵌入石墨烯悬浮液的光热响应触发的快速液体汽化。这种汽化导致周围水凝胶网络内可观的弹性能量存储，随后在0.3毫秒内迅速释放弹性能量。这些软性水凝胶机器人实现了高速可控发射，并具有可预测的轨迹。

这项工作不仅为开发高性能微型超级电容器提供了一种前景广阔的方法，而且为创建先进的可穿戴/柔性微电子系统奠定了基础。