材料分析与应用

在加入还原氧化石墨烯、聚亚甲基蓝纳米颗粒和具有扩展电化学稳定性窗口的凝胶电解质后，通过直接激光写入制造的互插石墨烯电极在比电容和能量密度方面的性能分别提高了约200%和 225%。对于表现出最佳性能的器件，电容分解显示，在5mV-s-1 的扫描速率下，分别有21%和79%的电容归因于扩散和电容成分。此外，这种超级电容器在 5000 个循环周期内表现出显著的循环稳定性，性能保持率大于91%，库仑效率从 97.9% 提高到 100%。这些发现凸显了这种材料在储能应用方面的潜力。

研究提出通过激光诱导石墨烯（LIG）制备电阻式声学传感器，在数据采集过程中实现数据加密，从而更好地降低信息传输和存储过程中数据泄露的威胁。通过神经网络验证了Tiny Encryption Algorithm（TEA）和混沌加密算法处理的数据的识别与混淆能力。利用加密后数据密度散点图对不同加密算法进行模糊特征化，并分析其分布差异的潜在机制及其对加密效果的影响。

通过冻干和热还原工艺，利用乳化气泡作为柔性模板，成功制备了具有多级孔结构的超轻、超弹性PrGA-x材料。PrGA-x的多级孔结构和结构规则性可通过延长进一步还原时间进行可控调节，从而显著提升其压缩应力和压缩稳定性。重要的是，分级次级孔隙的形成有利于界面极化，在电磁场作用下可在界面处产生电荷积累。PrGA实现了优异疏水性、热绝缘性和压阻稳定性的有效结合，使其在严苛的航空航天和军事环境中具有显著的应用前景。

报告深入分析了通过多种策略对3D石墨烯进行化学改性的方法，包括通过调整构建单元以适应特定应用的结构改性、预插层、掺杂、复合、功能化及合成等技术。这些改性方法在多个技术领域中得到讨论，为这种创新材料的整体发展态势提供了全面概述。本报告重点关注能源存储应用，包括超级电容器、锌基混合电容器，以及3D石墨烯在锌离子电池正极和负极中的应用。在能源转换领域，我们强调其在水分解、染料敏化太阳能电池（DSSCs）和太阳能脱盐中的作用。本综述还突出了该新兴材料面临的关键工业挑战、潜在解决方案以及未来发展预期。

在制备过程中，采用多巴胺盐酸盐（PDA）对石墨烯进行改性，其与MWCNT-NH₂的协同作用建立了有效的导电网络，从而提升了PVDF-HFP中的电荷转移效率。复合薄膜的电导率和电磁干扰屏蔽效能通过导电填料与聚合物的合理排列实现。厚度为0.2 mm的薄膜达到电磁屏蔽效能（EMI SE）32.54 dB，并展现出令人印象深刻的平面电导率1000 S/m。此外，该薄膜因其更高的电导率而展现出优异的热导率，在5 V电压下温度可达约172 °C。

研究报告了一种以烟煤为前原料制备多孔石墨烯基材料（LIG-B）的激光诱导策略。LIG-B 具有多孔泡沫状结构和更大的层间距，比典型 AB 堆积的石墨烯的层间距更大。

研究采用微流控辅助湿法纺丝技术，在纺丝过程中通过变径微通道引导MXene与GO纳米片层沿纤维轴向定向排列，构建出径向有序多孔结构的rGO/MXene复合纤维电极。在此过程中，GO不仅作为可纺性载体，还能有效抑制MXene片层的堆叠团聚。

本文介绍了电磁干扰的危害和电磁干扰屏蔽材料的作用，并强调石墨烯由于其自身独特的结构优势，在未来的EMI屏蔽领域发展中发挥着重要作用。随后，总结了石墨烯在不同维度上的典型宏观结构材料，如纤维、薄膜、气凝胶和泡沫。阐述了主要的制备方法和施工思路，并举例说明了研究成果和优点。未来，石墨烯宏观结构材料在 EMI 屏蔽领域的应用需要通过优化制备方法和材料结构来进一步推动。

该样品展示了卓越的电磁协同效应，实现了完全覆盖 X 波段的 EAB，在厚度为 4.18 mm 时 RLmin 为 -74.82 dB。这一性能超过了大多数现有的 EMA 材料。同时，得益于 PET 基材固有的柔韧性和丝网印刷工艺的快速生产能力，该材料不仅具有优异的机械性能，而且可以快速制造，以满足各种应用环境的不同需求。这项工作为大规模生产日常应用的EMA材料提供了参考和策略。

这种气凝胶厚度仅为1.9毫米，却实现了-61.8 dB 的显著最小反射损耗和 5.8 GHz 的有效吸收带宽。此外，这种材料还具有出色的疏水性和隔热性，因此非常适合苛刻的环境。这项工作不仅为设计多功能电磁波吸收材料提供了一种安全高效的策略，而且凸显了这些材料在航空航天、电信和军事系统中的应用潜力。这项研究强调了绿色合成和结构工程在推动下一代电磁波吸收和热管理材料方面的重要意义。

研究全面分析了石墨烯在燃料电池系统中的应用，重点关注其在阳极、阴极、催化剂载体和膜等关键部件中的作用。通过利用其独特的性能，GA 在提高燃料电池效率、降低成本和增强可持续性方面展现出了巨大的潜力。