BGF2025 | 石墨烯前沿论坛：汇聚前瞻洞见，推动创新发展

为期3天的北京石墨烯论坛2025（BGF2025）近期圆满闭幕。论坛吸引了来自国内外高校、科研机构、企业等相关单位的千余位代表以及全国多地的政府领导、产业界人士共同参与。

作为BGF的重要组成部分，石墨烯前沿论坛聚焦石墨烯领域的源头创新与前沿突破，特邀多位国内外顶尖学者与权威专家作高水平报告。论坛致力于推动产学研深度协同，加速创新成果向产业应用的转化落地，为与会者搭建了高水准、国际化的交流与合作平台。现将部分嘉宾报告内容摘录如下，以飨读者。

Francesco Bonaccorso
题目：Synthesis and Applications of Novel 2D Materials

报告阐述了通过湿磨法实现高质量新型二维材料规模化工业生产的可行路径及其应用前景。报告指出，二维材料的工业发展关键在于建立可扩展、低成本且可靠的生产工艺，并平衡产品质量与制造简易性。研究证明，湿磨法作为一种高效液相生产技术，具备规模化潜力，能够制造出高质量的二维材料。同时，报告进一步介绍了此类材料在下一代器件中的关键应用，强调湿法剥离工艺相较于其他方法，在器件集成方面展现出显著的灵活性与优势，为基于二维材料的创新器件开发提供了关键支撑。

Hassan Arafat
题目：Promises, Pitfalls, Low Hanging Fruits and the Path Forward of 2D Materials in Large-scale Desalination Processes

报告介绍了二维材料在海水淡化应用领域优势及现实挑战。报告指出，尽管二维材料因其超薄结构和可调性质在实验室研究中展现出高水通量与盐截留率的理论潜力，但经过十多年研究，其商业应用仍面临多重障碍。这些障碍不仅包括材料耐久性、规模化制造、模块集成及验证不足等技术难题，更涉及生物污染、系统操作复杂性等实际工程问题。报告旨在重新设定行业预期，并建议将研究重心转向具有规模化可行性的解决方案，同时指出了二维材料可能在中短期应用于该领域的现实发展路径。

康飞宇
题目：碳基导热材料研发进展

报告阐述了导热散热碳材料的发展与应用。该类材料以高导热、轻量化为特征，主要包括柔性石墨膜、石墨烯膜及碳纳米管等。其发展始于20世纪中期石墨导热性的发现，并随纳米技术进步，涌现出石墨烯等性能更优的新型材料。目前，工业化应用聚焦于石墨烯厚膜与柔性石墨薄膜等方向，以满足电子器件与高性能计算机的散热需求。报告还指出，兼具高导热与电绝缘性的氮化硼等低维材料，近年来也获得了广泛关注与应用。

Jiaxing Huang
题目：From Unpurified Crude Suspensions to Dense Monolayer of 2D Sheets

报告阐述了一种名为“粘附-撕裂”的新型策略，用于直接从粗悬浮液中快速制备精确的二维材料单层涂层。该方法突破了传统工艺对高质量单层分散体的依赖，以及由此所需的反复剥离与纯化等繁琐步骤。其核心在于：首先，在“粘附”步骤中，仅允许粗悬浮液内柔软、顺应的组分牢固附着于基底；随后，通过温和超声的“撕裂”步骤，选择性去除多余层、褶皱及重叠区域。研究证实，该策略适用于宽范围的氧化石墨烯浓度与溶液pH值，且能耐受高盐浓度，并在多种基底上成功实现了单层覆盖。作为概念验证，该氧化石墨烯单层涂层被证明可作为高性能有机光伏器件中的有效空穴传输层；同时，此策略的普适性进一步通过Ti3C2Tx MXene单层涂层的成功制备得以验证。这项工作通过利用二维材料固有的机械特性，为精确单层涂层提供了一条快速、可扩展的制备路径，绕过了传统纯化瓶颈，为利用各类胶体二维材料开发功能器件开辟了新途径。

Shuyun Zhou
题目：Engineering Topological Flat Bands in Rhombohedral Graphene

本报告阐述了通过调控堆叠方式以调控石墨烯新奇物性的研究进展。报告指出，通过改变石墨烯层的扭曲角度与堆叠序列，可产生不同于母体材料的涌现特性，例如魔角扭曲双层石墨烯中的平带与关联现象，以及菱面体石墨烯中的分数量子反常霍尔效应。研究采用纳米点角分辨光电子能谱技术，实验探测了扭曲石墨烯与菱面体石墨中的平带结构。重点展示了在与氮化硼对齐的菱面体石墨烯中，莫尔超晶格对拓扑平带的增强效应。该工作为理解和调控石墨烯的电子结构提供了关键实验依据。

李永峰
题目：石墨烯的制备及其应用研究

报告介绍了团队在石墨烯批量制备及其应用技术上的突破。通过开发新型物理法制备工艺，成功实现了高品质石墨烯粉体的绿色、规模化生产。基于此材料，团队研制出石墨烯改性负极材料、复合导电剂及改性集流体等系列电池材料，有效降低了电池界面电阻与极化效应，显著提升了锂电池的能量密度、快充性能、循环寿命及安全性能，并与企业合作建立了智能化生产线，实现了批量化生产。此外，团队还开发出可高效吸附分解醛类异味的石墨烯改性母粒，并已完成工业化应用。
杨 程题目：结构隐身一体化碳基复合材料设计制备及应用技术报告介绍了结构隐身一体化碳基复合材料的设计、制备与应用技术。报告指出，结构隐身一体化是新一代武器装备发展的必然趋势。首先，系统分析了该领域的研究背景、现状与存在问题。基于需求牵引，研究从影响吸波性能的微观结构入手，通过多组分、多层级与多功能协同的设计与仿真，完整阐述了从材料设计到部件应用的全流程技术路径，揭示了提升材料吸波隐身性能的核心方法。最后，报告对当前隐身吸波领域面临的技术挑战进行了深入探讨，并对其未来发展前景作出了展望。

陈 皓
题目：结构功能一体化的石墨烯基电池材料

报告阐述了石墨烯在解决高容量金属锂负极关键技术难题中的应用与设计策略。报告指出，金属锂负极是实现电池能量密度超越500 Wh/kg的关键技术，但面临超薄制备困难、循环可逆性差及安全风险等挑战。研究从石墨烯组装结构调控出发，利用其二维特性构建了金属锂的二维组装与限域封闭反应机制，成功制备出0.5~50微米级超薄高强锂箔，实现了≥99.99%的锂沉积-溶解库伦效率。同时，报告还介绍了基于该石墨烯复合金属锂负极的新一代铝-石墨烯电池研究工作，为开发高比能、长寿命、高安全的电池材料技术提供了新的研究方向。

韩 拯
题目：基于库仑拖拽效应的电子压缩率读出

本报告阐述了基于石墨烯-硫化钼异质结构的库仑拖拽效应研究及其在电子压缩率谱学中的应用。研究通过超薄h-BN电介质隔离的异质结构，观察到kΩ量级的库仑拖拽电阻和高达0.6的拖拽比，并发现拖拽电阻率随温度变化的特征转变。该平台通过独立调控各层载流子密度，成功解耦了层内相互作用驱动的拖拽效应。值得注意的是，在液氮温度以上和有限磁场条件下，系统通过库仑相互作用的放大效应，仍能清晰观测到石墨烯中狄拉克载流子的量子振荡行为。这一突破性发现表明，该非对称库伦拖拽器件可发展为一种有效的电子压缩率谱学测量平台，为在高温条件下探测传统输运方法难以测量的量子效应提供了新的技术路径。

杨思维
题目：石墨烯量子点的生物应用前沿探索

本报告阐述了石墨烯量子点在生物医学应用中的界面特性研究与AI驱动的结构优化。研究通过光激发极低场磁共振技术，揭示了石墨烯量子点界面酸性及晶格畸变导致的界面褶皱特性，其界面水/质子交换速率变化使磁弛豫率创纪录地达到689 L mmol-1·s-1。同时，开发的有序氮掺杂石墨烯量子点实现了对细胞代谢标志物的快速荧光响应，诊断准确性超过99%。在AI辅助研发方面，利用图卷积网络分析了碳纳米结构缺陷与可变性，建立了结构与磷光行为的关联，并开发了新型结构描述符。最终基于AI指导成功研发出光动力活性提升10倍且副作用低的新型石墨烯量子点光敏剂，实现了衰老细胞的智能清除，为疾病诊断与治疗提供了新的技术路径。

高 超
题目：多功能石墨烯纤维与气凝胶

报告阐述了团队在石墨烯纤维及烯陶气凝胶材料领域的系列突破性成果。研究首次提出氧化石墨烯液晶湿法纺丝组装策略，成功制备出米级连续石墨烯纤维，开创了”石墨-石墨烯-碳纤维”新材料制备路线。通过全尺度缺陷工程与化学掺杂等创新方法，显著提升了纤维综合性能，并建成全球首条IGCC认证单层氧化石墨烯量产线，实现规模化制备。同时，团队开发出新型超弹性烯陶气凝胶材料家族，在室温下可承受99%压缩应变并稳定循环超2万次，在4.2K至2273K极端温度区间仍保持优异的结构稳定性，其超低导热系数（1273K时为53.4 mW/(m·K)）与宽温域稳定性，为极端环境下的轻量化热管理提供了创新解决方案。该方法已拓展至超百种气凝胶组分体系，展现出广阔的应用前景。

刘文明
题目：石墨烯紧身衣对有氧耐力提升的效果及机制研究

报告阐述了石墨烯基远红外紧身衣对有氧耐力影响的实证研究。通过随机双盲交叉实验设计，研究证实穿着该功能服装可显著延长跑台运动时间与无氧阈出现时间，并在相同强度运动时有效降低心率。尽管受试者的最大摄氧量未发生显著变化，但心率降低与运动时间延长的综合结果表明，石墨烯远红外紧身衣可能通过改善外周血液循环、优化代谢状态等机制提升有氧耐力表现。该研究为石墨烯纤维在运动服装领域的科学应用提供了实验依据，并建议未来开展更大规模的深入研究。

亓 月
题目：蒙烯纤维材料的制备与应用

本报告阐述了蒙烯玻璃纤维这一新型复合材料的研制与应用进展。该材料通过高温化学气相沉积在玻璃纤维表面生长连续石墨烯薄膜，成功融合了玻璃纤维的力学性能与石墨烯的导电导热特性。针对大面积均匀沉积与规模化制备的挑战，研究团队提出流体动力学调控的矫正生长策略，并开发专用装备，实现了材料的中试级连续化生产。蒙烯玻璃纤维兼具轻质、柔性和高导电性，在电热防除冰、电磁防护等领域展现出显著优势，其与现有复合材料制造流程的高度兼容性促进了工程化应用。