科研进展

为响应2023年“奋进科普新征程”全国科技馆联合行动“未来科学节”主题联动科普活动，7月16日上午，山西省科技馆携手中国科学院山西煤炭化学研究所709组开展了“未来的材料之王——炭材料”科普直播课。本次科普由709组研究生团队进行授课，采用“线上+线下”的形式进行，共计23个省（自治区、直辖市）科技馆和100多所中小学校参与了此次科普活动。

这项工作报告了使用近似太阳光谱的高通量太阳模拟器和冷壁化学气相沉积反应器来演示石墨烯生长的可再生能源过程。通过一步工艺和5分钟的短时间，在商业多晶铜上合成了覆盖率超过90%的高质量（ID/IG=0.13）AB堆叠双层石墨烯。

作者描述了一种新颖而创新的方法来解决本世纪的两个重要问题：水污染和能源危机。新颖之处在于用WO30.5H2O修饰的RGO NCs作为水体系中重金属离子(Pb(II)、Cd(II)和Ni(II))和染料(MB和CV)的吸附剂，并遵循“变废为宝”的原则将废吸附剂用作储能电极材料。

石墨烯纳米带（GNRs）是下一代纳米级电子器件的有前途的组件，因为它们具有相当大的能隙、优异的电荷传输以及易于集成到短沟道场效应晶体管（FETs）中。

基于此，清华大学曹化强教授和加州大学圣芭芭拉分校Anthony K Cheetham院士及其团队由自上而下的方法合成了非闪烁荧光的单负电荷GQDs。此外，通过进一步的探索、分析和理论计算，解释了GQDs的非闪烁荧光机制。由于GQDs的HD小于5.5 nm，这使得它们能在生物成像中作为荧光标记试剂。

通过开发和改进对石墨烯化学气相沉积机理的理解，本文实现了石墨烯层形状和数量的随机变化。然后通过脱湿聚合物薄膜，进行氧等离子体刻蚀，促进石墨烯畴的随机定位。这种方法产生了具有随机位置和形状的石墨烯岛的表面，这些岛具有不同的层数，因此具有不同的拉曼光谱。表面的拉曼成像产生了具有高编码容量的多色图像。采用先进的特征匹配算法对多色图像进行认证。在2D纳米材料平台上使用两个独立的随机过程，可以构建独特而复杂的表面，从而极大地挑战可克隆性。