科研进展

二维材料电子器件制备和使用过程中，有意或无意地不可避免地会引入一定的缺陷（如空位缺陷），二维材料中缺陷的引入使得2D/3D本征界面特性转变为非本征界面热输运，这可能显著改变二维材料界面传热。因此，进一步深入研究二维材料非本征热输运特性和机理显得同样重要。

本研究旨在比较硅基MOSFET和基于二维材料的MOSFET技术之间的差异，并探索如何解决二维材料在大规模集成电路中的应用难题。通过从通道工程、接触工程和介质工程三个角度对器件工程进行分析，研究团队致力于找到适用于二维材料的性能优化途径，并提出了相应的解决方案。这些方案不仅可以克服硅基器件在超过亚10纳米尺度时面临的限制，还为二维材料在未来先进技术节点上的应用提供了可能性。

本研究旨在填补这一空白，通过构建亚纳米异质通道膜来探索复杂纳米通道中的流体传输机制。为此，科学家们合成了由还原MXene（Ti3C2）和石墨烯交替堆叠而成的异质通道膜，并进行了结构表征和流体传输速率的实验测量。通过这项研究，科学家们开发了一个新的亚连续流模型，通过建立表面-流体相互作用的直接关系，能够更准确地预测溶剂在亚纳米裂缝孔膜中的传输。这一研究工作为设计先进膜材料并解决工业分离挑战提供了重要的理论和实验基础。

综上所述，利用石墨烯中G峰位移和单轴应变劈裂的知识来解释各种CF类型的力学响应。对于偏振测量，精确测定G峰位移和应力分裂是评估石墨烯单元（或堆叠）相对于纤维（应变）轴的平均方向，以及在某些情况下相对于光学蒙皮模量的平均方向的途径。通过比较石墨烯和碳纤维的结果，建立了石墨材料G峰位移与应力或应变的通用关系图。换言之，声子变形（原子尺度）以相同的方式标度到施加应力（宏观尺度）范围内具有不同模量但相关形貌的CFs。

近期，西南交通大学机械工程学院超精密表面制造团队钱林茂教授和陈磊教授等研究了氧化石墨烯（GO）薄膜厚度对探针式纳米结构加工的影响规律及机理。研究结果发现，随着GO薄膜厚度增加，其平面与台阶边缘去除呈现出不同的行为方式，即平面去除的临界载荷呈现出单调下降，而台阶边缘呈现出相反的逐渐增加趋势。与单层平面相比，单层GO台阶边缘处的去除临界载荷下降了25倍；但当层数增加到4层数时，差距减小到约3倍。因此，源于台阶边缘的GO纳米图案制造可以在1 nN的超低载荷下实现，并且通过热还原恢复其高度功能化的共轭结构。这项工作提供了一种通过热还原实现了超低机械应力作用下类石墨烯纳米结构的制造新方法。

该电极材料由FG和无纺布PPMF复合而成。FG是通过炭黑经过闪蒸焦耳热法 (Flash Joule Heating) 制得的，其独特的涡轮 (Turbostratic) 结构使其不易发生A-B堆积，因此可以组装成具有丰富纳米孔道的聚集体，具有良好的导电性和透气性。无纺布（PPMF）作为柔性装甲对FG组装体起到保护作用，使得该复合电极不仅具有可经受1000次重复弯曲及10000次反复接触摩擦的特性，同时可以抵抗胶带黏附，并且在水环境中的长期剪切作用力下几乎无电阻变化。

这项研究利用焦耳加热的优势，设计了一种连续合成石墨烯纤维的动态系统。短时间高温处理有利于获得优异结构，同时电流诱导的整齐排，能提升性能。理论分析给出了合成机理，为后续优化设计提供依据。整体来说，该研究利用焦耳加热技术有效地合成了高性能石墨烯纤维。