科研进展

本研究创新地提出一种基于数字化激光加工的石墨烯增材制造技术（LIG-AM），实现了多自由形态宏观石墨烯的定制化制备，提供了智能材料与高强度材料选区结合的同步增材制造新思路，可为未来智能高端装备的选区功能化同步制造带来指导意义。

可以预见，碳点高纯度、高产量、规模化生产策略的完善及其在各种新兴工程应用中作用机理的深入研究，将极大地推动碳点从基础研究向工业化工程应用方面发展。

此工作通过静电自组装偶联苯胺（AN）原位聚合，报道了一种控制氧化石墨烯（GO）表面形貌的新策略。GO表面与聚苯胺（PANI）纳米锥阵列完全杂化混合，表现出具有高度可折叠构型的周期性结构。此外，PANI阵列还能调节GO的表面化学性质以防止氧化石墨烯重新分散在水中，从而使相应的复合材料具有强大的结构耐久性。

该材料的制备通过β位取代的2,3-二氨基-5,10,15,20-四苯基卟啉与氧化石墨烯边缘的α-邻二酮基团发生缩合反应得到，该反应使得卟啉和氧化石墨烯之间通过刚性的吡嗪环连接，且二者处于同一个平面上。

该制备策略的关键在于构建纳米尺度的限域空间，限域空间内气体形成分子流的流场状态，有助于实现石墨烯薄膜的大面积均匀性。同时，限域空间的构建能够束缚住石英衬底在高温下自身释放的羟基物种。理论计算表明，羟基有助于降低碳源分解的能垒、有利于碳原子在石墨烯边缘拼接，从而促进石墨烯的生长。由此制备的石墨烯具有优异的光学透过率和电学性质。本研究为无转移石墨烯薄膜的批量制备提供了可行方案。

该材料不仅拥有良好的力学强度和耐溶剂/水性，同时还具备优异的阻燃/耐高温性能和快速/长时间持续响应的火灾预警功能，展示了良好的火灾安全防护与预警领域的应用前景。

作者以氧化石墨烯-乙醇溶液喷涂于有特定图案金属掩膜的天然橡胶膜上，待溶液蒸发完全，去掉橡胶膜所受的应力，并将天然橡胶膜在肼蒸汽氛围中还原喷涂的氧化石墨烯。图 2 中的示意图详细解释了图案化起皱石墨烯膜的两次连续收缩制备过程；图 3 则解释了起皱机理。

这项工作表明，水性表面活性剂中的高剪切剥离是将电动汽车废石墨阳极升级为可溶液加工石墨烯的可行方法。