垂直石墨烯

本文结合机械定向和表面改性策略，构建了一个三层结构的热界面材料（TIM），主要包括中间的垂直排列的石墨烯和上下表面的微米厚的液态金属作为帽层。基于中间层合理的石墨烯取向调节，所得到的基于石墨烯的TIM表现出176 W m⁻¹ K⁻¹的超高热导率。此外，我们利用液态金属帽层与芯片/散热器形成了一个“液-固”接触界面，大大增加了有效传热面积，并在封装条件下给出了4-6 K mm² W⁻¹的低接触热阻。

通过电子回旋等离子体真空直接制造技术，在柔性基底直接批量制备富含垂直石墨烯的碳基功能薄膜，形成了具有高性能弯曲电阻、光敏热敏多模态的电子皮肤。

总之，我们展示了一种创新且简便的方法，用于增强具有直接生长 BVG 层的传统金属合金加热丝的红外辐射。由于石墨烯层独特的灌木状结构，入射的红外光可以很好地被俘获，随后发生多次内反射和强吸收。此外，BVG层与Ni-Cr基体之间的强附着力以及高温下的结构稳定性赋予了BVG/Ni-Cr加热器令人满意的变形和热稳定性。坚固的BVG涂层将为增强金属合金的红外辐射性能以进行节能辐射热管理开辟新的机会。

近日，上海交通大学沈彬教授等相关研究人员使用金刚石探针进行了 AFM 测试，以研究在金刚石基底上制造的 VGs 薄膜的界面力学性能。

将自然丰度的木材经预氧化、碳化及CVD过程，制备出垂直分布的石墨烯纳米墙，并通过NH3和O2后处理，实现N和O双掺杂。通过一系列表征对垂直石墨烯纳米墙的结构、成分分布等表征，形成了稳定、高质量的VGWs@MCF导电主体的可控制备。

由于石墨烯和石英泡沫的多孔结构，氮掺杂垂直石墨烯石英泡沫(NVGQF)在太阳光谱(250 ~ 2500 nm)表现出高的全向吸收，吸收率高达0.96。在石墨烯晶格中掺杂石墨氮，使其红外发射率(2.5 ~ 25 μm)由0.96降低到0.68，从而使其热辐射损失减少了约31%。作者设计了NVGQF筏式原油收集系统，NVGQF筏式收集系统利用太阳诱导温度梯度构建原油粘度梯度，成功驱动原油自发流动，实现无电能收集，与未掺杂的本征垂直石墨烯石英泡沫(VGQF)相比，原油收集效率提高了3倍。

在这项工作中，证明了通过 PECVD 方法在基板上直接生长 VGN。这些发现为开发用于 EMI 屏蔽（包括数据通信、微电子设备和航空航天）的 VGN 及其复合材料铺平了道路。

研究展示了一种与行业相关的、可扩展的等离子电气化的卷对卷工艺，以生产垂直石墨烯 (VG)，用于从温室气体原料中储存能量和合成气。一轮转化效率约为80%。因为反应性等离子体产生的含氧物种导致CH4有效离解，CO2和CH4的适当混合物的VGs的生长温度从预期的700 °C降低到仅300 °C。

西安交通大学现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室杨雷副教授课题组，报道了电子诱导生长的垂直石墨烯基碳膜(EIPG)在柔性电容式触觉传感器中的应用，并开发了一种在碳材料中加工纳米多孔结构(200 nm)的有效方式。该传感器的介电层厚度仅有50 μm，可以适应各种变形条件，具有66 ms的迅速响应时间以及极高的灵敏度(0.13 kPa-1)。即使在弯曲上万次后依然保持良好的电学特性。其工作压力范围最小可以达到5 Pa，实现了对于手腕弯曲，声带振动以及脉搏检测的实际应用。

近日，南京航空航天大学沈鸿烈教授，中科院上海微系统与信息技术研究所吴天如副研究员，以及山东大学蒋妍彦教授在ACS Applied Materials & Interfaces上合作发表了近室温条件下采用热丝化学气相沉积（HFCVD）制备垂直石墨烯纳米墙的研究。本文基于所观测到的衬底温度对石墨烯生长取向的诱导效应，进一步探究了近室温条件下垂直石墨烯的生长机理与热管理应用。

有鉴于此，近日，国防科技大学前沿交叉学科学院的秦石乔教授—朱梦剑研究员团队研制了基于垂直石墨烯-WS2-石墨烯范德华异质结的场效应隧穿晶体管，并且通过调控载流子隧穿性质有效提升了器件的综合性能。

在改性炭黑上生长MnO2纳米片后，获得的纳米复合材料具有高比电容、速率性能和循环稳定性。组装的对称超级电容器在181W kg -1的功率密度下获得54Wh kg -1的高能量密度。系统的实验研究表明，垂直石墨烯纳米片对炭黑的表面改性具有优异的性能优势，从而提高了整个电极的导电性、热稳定性和孔结构。这种方法对于开发高性能超级电容器的新材料具有很大的前景。

针对以上锂硫电池所遇到的问题，郑州大学邵国胜教授和张鹏教授课题组通过电纺结合气象化学沉积的方法在TiO2纳米纤维表面构筑了一层垂直石墨烯并且原位转变为TiC，制备了TiC@VG纳米纤维复合材料，作为高效的复合电催化剂体系成功应用于锂硫电池，显著提高了锂硫电池的电化学性能。制备的TiC纳米纤维可显著提高对多硫化锂的吸附能力，降低穿梭效应的同时促进多硫化锂的催化转化，在TiC表面构筑的垂直石墨烯为硫化锂的沉积提供了充足的表面积，因此，制备的TiC@VG纳米纤维复合电催化剂既能够降低穿梭效应、提高转换动力学，又能够诱导硫化锂均匀沉积，极大的提高了锂硫电池的电化学性能。