北京理工大学

本文介绍了利用均匀的多皱氧化石墨烯（GO）薄膜作为传感材料，通过真空过滤和液相转移方法实现的具有超快响应速度的表面声波（SAW）湿度传感器。多皱纹氧化石墨烯（GO）薄膜具有丰富的皱褶结构、可控的厚度和晶圆级制备能力，因此非常适合用于声表面波湿度传感器。

团队深入剖析了两种石墨烯针对硫化锂所展现出的电催化效应与限域效应，成功揭示出 Li₂S 的活化进程与石墨烯电催化作用之间此前未曾被认知的内在关联性，以及 Li₂S 的稳定性与石墨烯结构域之间的构效关联逻辑。其中，经特殊设计而构建的 Li₂S@graphene 正极呈现出核壳结构与 S─C 相互作用特性，其具备卓越的电催化活性与电化学可逆性，在实验过程中展出低过电位、高比容量以及优异的循环性能等显著优势。尤为关键的是，Li₂S@graphene 正极于各类电解质环境中均呈现出良好的化学相容性。

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。

本文提出了一种灵敏度高、响应范围宽的新型手势识别设备。受蜘蛛丝启发的核壳结构用于制造 WPU 传感器的基板。与石墨烯复合的 N-CNT 通过界面粘附牢固地粘附形成 GNCGS。

该涂层由夹层结构的底层和顶层组成，前者包括由碳纳米管（CNT）和石墨烯密集混合而成的核心导电层和两层聚二甲基硅氧烷（PDMS）包裹层，后者则是填充有 TiN 和 SiO2 纳米颗粒的聚合物复合材料。

研究团队以氮化铝薄膜生长在石墨烯上为例，利用多尺度的理论计算和连续介质模型推导，系统研究了氮化铝薄膜在平面内和垂直于平面方向生长动力学过程。他们发现氮化铝与石墨烯的界面存在一种新型的成键方式，即杂化范德华相互作用。这样一种独特的成键方式使得薄膜生长呈现出显著区别于传统模式的新范式，被命名为HVE模型。在HVE模型下，材料平面内和平面外的生长会较强的耦合在一起，并满足一定的物理约束条件，而这个约束条件也受到界面相互作用的影响。

研究报告了一种协同策略，即利用独特的氮掺杂三维石墨烯气凝胶作为锂正极载体，以确保锂镀层/剥离的均匀性并减少锂枝晶的形成；同时利用硫作为阴极载体，以促进高效的硫氧化还原化学反应并消除不良的多硫穿梭效应，从而同时实现Li-S 电池的超高能量密度和长循环寿命。

该结构由位于同轴曲率中心的石墨烯纳米片的弧形组件组成。在基于脱水的蒸发物浇注过程中，组件通过毛细管效应收紧，引起局部弯曲。通过精确调整轴心距和倾斜角度，我们实现了对所获得结构形状的精确控制。值得注意的是，利用内应力来加固设计的榫卯结构，从而实现高达约200 MPa的高连接强度。这种创新方法解决了当前材料成型技术面临的挑战，并为制造坚固且形状精确的部件开辟了更多可能性。

团队研究人员在转角单层-多层石墨烯中，发现气泡诱导的应变场对附近摩尔超晶格有着巨大的影响，借助AFM针尖动态连续地移动纳米气泡，实现了摩尔超晶格的精准调控，观察到了规则的三角形畴演变为具有单畴壁或双畴壁的长条形畴结构的过程。进一步地，通过移动多个纳米气泡还可以建立气泡之间应变场的耦合实现了摩尔超晶格的可控调控。

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。

本文设计了两种集成自供电传感功能的多功能致动器。一种是光驱动致动器，通过 PTE 效应实现自供电温度传感功能。在机器学习算法的辅助下，自供电仿生手可以实现智能手势识别，准确率高达 96.8%。另一种是集成了锌空气电池的湿度驱动执行器，可实现自供电湿度传感。