材料分析与应用

研究采用创新方法，将磷掺杂硫化镍与激光诱导石墨烯（LIG）结合，制备出柔性微型超级电容器。硫化镍（Ni₃S₂）作为超级电容器的电极材料正日益受到关注。

在本研究中，我们通过氧化还原法与冷冻干燥法的结合，成功制备了具有“自组装”特性的还原氧化石墨烯（RGO）薄膜，并探讨了其在热充电超级电容器中的应用。主要成果总结如下：成功制备了具有丰富微孔、均匀介孔及宏观穿孔结构的分级多孔RGO薄膜，该结构极大促进了离子的迁移与传输。

研究通过高电流脉冲电子束（HCPEB）直接照射（脉冲宽度约2 μs），成功制备出具有大量缺陷的新型石墨烯纳米片。该结构源于石墨在高温下瞬间内部膨胀。作为负极材料时，缺陷石墨烯纳米片在0.2C倍率下经100次循环仍能提供450.5 mAh g−1的容量，并可实现超过500次循环且容量衰减轻微，同时保持高倍率性能。

研究采用分级自组装策略，在织物表面制备出多层氧化石墨烯（GO）/银纳米粒子（Ag NP）复合涂层，其协同效应显著增强了宽带太阳能吸收与高效光热转换性能。

本研究制备了具有褶皱异质结构的CoFeGO/Ag/ANF复合薄膜，展现出优异的电磁干扰屏蔽性能。通过溶剂热合成CoFeGO并引入高长径比的银纳米线，成功构建了具有纳米尺度“点-线-面”导电网络结构的CoFeGO/Ag/ANF薄膜。

我们开发了一种基于rGO的理性设计氧气阻隔屏障，将其应用于石墨负极，有效缓解了LRMO全电池中氧气穿透引起的性能衰减。该rGO屏蔽层展现出三重功能：(1) 通过立体位阻实现选择性氧气阻隔（层间距：0.32–0.34 nm）；(2) 通过边缘缺陷维持锂离子渗透性；(3) 通过抑制寄生氧-电解质反应增强界面稳定性。

本研究采用不同配比的PVC/PMMA/DOP共混体系（含/不含乙二醇添加剂），旨在合成兼具柔韧性、耐热性和机械强度的聚合物混合物，以开发适用于柔性III-V族太阳能电池基底的材料。通过多种方法对这些共混物进行全面表征，评估其固有化学、机械和热学特性，以理解在作为III-V族薄膜材料支撑层前后所观察到的宏观力学行为。

通过发泡过程中调控压力实现孔隙结构控制，制备出兼具高可压缩性与低热阻的超轻三维多孔石墨烯TIM。制备的氧化石墨烯泡沫兼具超高压缩率（94.85%）、低密度、低热阻（100 psi压力下0.151 cm²·K/W）及卓越的平面温度均匀性，同时能完美贴合复杂耦合界面。在20-30W散热功率下，相较于商用导热垫（5W/m·K），该材料可显著降低芯片温度（8.83-13.3°C）。此外，该导热材料的可制造性为新一代高功率密度电子设备开辟了极具前景的导热界面材料制备新途径。

研究采用非溶剂诱导相分离法，以聚丙烯腈（PAN）为碳支架、聚乙二醇（PEO）为牺牲孔隙剂，制备出具有高度互联巨孔网络的自支撑石墨烯基电极。PEO的选择性分解形成空间互联的巨孔结构，有效降低了曲折度。所得电极使锂氧电池在稀释电解液条件下，于1.0 mA cm−2电流密度下实现>2500 mAh g−1的能量密度。仅使用3.25 g Ah−1电解液即可在4 mAh cm−2电流密度下保持稳定循环，并在1.5 mA cm−2条件下经受90次循环仍保持高倍率性能。

研究受玫瑰花瓣的结构启发，本文通过简易的反向成型与刮刀涂覆技术，开发出高性能石墨烯/聚二甲基硅氧烷（简称Gr/R-PDMS）应变传感器。涂覆的石墨烯主要分布于R-PDMS顶面，形成由玫瑰花瓣拓扑结构调制的六角形网络结构。通过分析不同应变条件下的裂纹演化过程，有效阐释了电子流动的方向性并揭示了传感机制。

本文展示了采用气溶胶喷射可打印石墨烯高密度聚合物薄膜（HPEs）制备的高集成度高压3D微型储能器阵列。由溶液剥离石墨烯纳米片与PPC稳定剂组成的石墨烯墨水，支持纳米片在3D气溶胶喷射工艺中实现可靠的垂直堆叠，从而制备出高度可控的精细化高电极厚度结构。

研究提出一种新型三元金属硒化物（NiCoCuSex），其通过核心-壳层异质结构锚定于还原氧化石墨烯（rGO）纤维上，具有丰富的活性位点、硒化反应诱导的缺陷富集表面以及协同的多金属相互作用。

本研究开发了一种多层复合薄膜，其核心层采用逐层堆叠的石墨烯结构，专为极紫外掩模膜应用进行优化。为支撑石墨烯层并保护其免受氢自由基侵蚀，分别在其顶部和底部表面涂覆了钼和氮化硅薄膜。所得多层复合薄膜展现出优异的机械性能，随着石墨烯层数的增加，其杨氏模量和断裂载荷显著提升。