水凝胶

近年来，具有光吸收特性的水凝胶材料，为利用太阳能快速水蒸发提供了一种极具前景的方法。然而，由于太阳能吸收器和水凝胶基底之间的弱界面相互作用，以及溶胀水凝胶蒸发器的难以控制的表面形貌等缺点，使得实现具有耐久力学性能和高效能量利用的光吸收水凝胶仍然具有极大的挑战性。

生物大分子衍生的水凝胶由于其良好的亲水性、柔韧性、生物相容性和生物降解性而受到越来越多的关注。然而，提高这些水凝胶的机械强度，同时提高它们的韧性仍然是一项具有挑战性的任务。

作为电极，比电容达到387Fg-1Ag-1，当电流密度增加到7Ag-1时，倍率性能达到75.7% 。此外，以木质素水凝胶为电解质的全木质素超级电容器具有优异的循环稳定性（5000次循环后的循环寿命为92.3%）和倍率性能。当功率密度为243Wkg-1时，能量密度为25.6Whkg-1；此外，即使在不同的弯曲角度下，FSC 也具有优异的电化学稳定性。这种具有优异电化学性能和柔韧性的全木质素基 FSC 为木质素在柔性储能装置中的应用开辟了新途径。

通过在水热过程中控制GO悬浮液的体积，可以将气凝胶膜的结构从层状调整为多孔互连的形态。rGO气凝胶膜非常灵活，可以在液氮和沸水中弯曲而不会变形，并且在各种溶剂中高度稳定至少2个月。当用作纳滤膜时，rGO气凝胶膜显示出约 100% 的有机染料截留率和中等水通量（高达53Lm–2h–1 ) 仅在30cm 高度的有机染料水溶液的重力下。我们灵活且稳定的气凝胶膜的这种水自净特性无需额外的能源消耗，为制造廉价、便携式净化水设备提供了可能，以用于电力不可用或不方便地区的紧急和家庭用净化水系统。

利用氧化石墨烯(GO)的液晶特质，通过碱诱导、水热自组装法制备了高取向的三维同心环状GO水凝胶。并借助径向冷冻铸造技术，将同心环状结构诱导成仿蜘蛛网状的三维石墨烯骨架(sw-GS)。经热处理后，通过真空浸渍法，将 sw-GS引入至石蜡中，成功制备具有高密度导热网络的相变复合材料(sw-GS/PW)。

异层杂化纳米片很容易集成到生物水凝胶中，用于创建功能性、柔性、生物可吸收和可生物降解的锌空气电池，在单个材料纳米片上具有增强的 ORR 活性。除了可持续的下一代电池之外，这里取得的成功为 MoS 2 /Gr 混合动力车在生物医学工程和生物电子学的许多不同应用中打开了大门。这些易于制造的混合材料的商业化需要进一步的工作。

该团队报告并研究了一种新的引发剂（m-MXene），它具有引发一系列乙烯基单体自由基聚合的能力。羟基自由基与蚀刻剂 (HF) 的浓度呈正相关。基于这一发现，通过一步混合 m-MXene 与阳离子单体 DMAEA-Q 来制造混合水凝胶。在材料制备方面，充分利用了多层 MXene 的多重作用，无需修改，避免了电气性能的妥协。在分子设计方面，充分利用了MXene的固有特性，通过合理的分子设计，在简单的系统中实现了卓越的综合性能。

华南理工大学钟林新等人受生物结构中韧带功能的启发，引入氧化石墨烯 (GO) 纳米片来封装 LM 液滴。GO纳米片、LM 和聚合物基质之间形成的强相互作用可以形成一个稳定的外壳，防止 LM 液滴破裂而渗出到聚合物网络中。该柔性 LM/GO 核壳微结构的设计克服了相分离难题，从而获得了坚韧的水凝胶材料，在 1240% 的伸长率下其应力可高达 303 kPa。该水凝胶还表现出对缺口不敏感性以及对各种表面的强附着力。这项工作开启了在可拉伸、坚韧水凝胶中使用 LM 的可能性。

因此，构建了一种电阻型rGO水凝胶传感器，该传感器能够响应外部应变和压力，具有出色的灵敏度和可重复性以及自愈性能。更重要的是，基于水凝胶的传感器可以监测人体运动，证实在人体健康监测方面的巨大潜力。

韩国蔚山国立科技大学的Rodney S. Ruoff教授团队在《Carbon》期刊发表名为“Graphene Oxide Aerogel ‘Ink’ at Room Temperature, and Ordered Structures by Freeze Casting”的论文，研究提出一种简单的“drop-by-drop”沉积方法，可在室温下制备氧化石墨烯 (GO) 水凝胶。

丹麦科技大学Alireza Dolatshahi-Pirouz团队从活组织中汲取灵感，对丝绸材料进行探索，确定了一种新颖且可扩展的路线，合成具有主要基于丝绸的传感能力的导电、粘性、可重构和粘弹性水凝胶 (CareGum)。所开发的方法是无毒、无需任何复杂的化学程序。简单来说， SF与单宁酸 (TA)、氯化钙 (CaCl2) 和还原氧化石墨烯 (rGO) 混合以制造 CareGum。