科研进展

科学家们采用了聚合物乳胶球并添加了氧化石墨烯。通过干燥该溶液，就像干燥油漆一样，氧化石墨烯被困在球体之间，随着添加更多的石墨烯，片材最终在乳胶膜内形成“渗透”网络。然而，由于氧化石墨烯不导电，科学家们进行了一些温和的加热以消除化学缺陷（150°C，类似于用于干燥油漆的热风枪的温度）。当他们这样做时，他们发现薄膜不仅像预期的那样变得导电，而且比完全由石墨烯制成的薄膜更具导电性。原因是片材被困在乳胶球之间（而不是随机排列），温和的加热启动了石墨烯的化学改性，石墨烯反过来化学修饰聚合物以产生小分子，这些小分子交联（形成化学桥之间）片材，从而显着提高其导电性。

干法球磨机械化学法已被用于制备边缘功能化石墨烯，其原理为利用球磨机械效应破坏石墨中的碳-碳键断裂形成相应的碳（离子）自由基，进而与干冰、草酸、SO3等磨剂反应，在碳自羧由基上引入羟基或磺酸基。由于石墨C-C键能（710 kJ mol−1）较大，采用上述“惰性”磨剂共磨不仅耗时（12-48 h）、耗能（转速500 rpm），而且其共轭结构不可避免地被部分破坏，因此，制得的石墨烯后续仍需采用600 °C以上的高温热处理以提升其导电性。

香港城市大学张华教授团队在Acc. Chem. Res.期刊综述了二维纳米材料的一般研究背景以及以二维纳米材料为模板制备复合材料的目的，总结了团队在二维纳米材料为模板制备复合材料方面的进展和一些其他代表性工作，特别强调了以石墨烯、二维过渡金属硫化物和二维金属为模板制备复合物的工作。

报道了新型超平整石墨烯电镜载网，破解了高分辨冷冻电镜表征中均匀薄冰的制备难题。该工作表明，超平整石墨烯/均匀薄冰支撑膜能显著提升冷冻电镜成像质量和效率，实现多种小蛋白（分子量小于70 kDa）的高分辨三维重构。

基于在这两个交叉领域的丰富研究基础，该团队通过对碳前体的分子结构设计，并利用激光刻蚀成功实现了从液态前驱体直接转化为三维石墨烯材料。这条全新的制备路线集成了激光制造与液态前驱体两者的优势。几乎所有的目前广泛应用的石墨烯宏观结构都可以通过这条液态路线直接一步制备，包括粉末、多孔膜、功能涂层、柔性Janus结构，以及结构定制化的宏观三维石墨烯材料，展现出了巨大的研究价值与应用前景。

上海交通大学郭守武团队以三维氮掺杂石墨烯（3DNG）为载体，乙酸钴为前驱体，通过浸渍和高温裂解法，设计并合成了一系列镶嵌于三维氮掺杂石墨烯中的钴纳米粒子复合材料（Co/NG@3DNG），并系统研究了其在木质素及其模型化合物β-O-4键氧化断裂过程的催化性能。

该研究提出的基于石墨烯-金属复合结构超表面展示出独特的可调谐能力，响应延迟小于10ps的超快光学开关，以及控制石墨烯费米能级的电光调制潜力。二维材料超表面和超快非线性光学的结合在纳米尺度上架起了光波和太赫兹波的桥梁，为未来超高速太赫兹通信和信号处理开辟了新的平台。