科研进展

该研究设计开发了一种氧化石墨烯纳米颗粒介导的siRNA递送系统, 实现在完整植物细胞中高效、瞬时的基因沉默。该成果首次证明了氧化石墨烯能够作为siRNA递送载体应用于植物系统。这种瞬时高效的新策略将促进纳米材料作为植物基因工程工具的应用。

在众多氢气传感器中，利用钯吸氢后在几何结构、声学、力学、电学、光学等性质的变化，发展灵敏度和选择性兼优的氢气传感器一直是相关领域的重要方向。通过监测非连续性钯纳米结构在氢化过程中的电导率变化反映原位环境中氢气浓度，具有成本低、灵敏度高等优点，在近年来更是吸引了许多研究兴趣。然而，由于钯材料与衬底之间较强的界面粘附力，使得器件电导变化迟滞甚至阻抑，致使该类传感方法的实际应用遇到了巨大挑战。

本工作通过简单的两步水热反应、后续热处理及硫蒸气渗透法制备了NCO-GA/S复合材料（图1），并借助扫描电子显微镜、X射线衍射、热重分析、氮气吸脱附测试等表征手段（图2），证明成功构建了三维多孔NCO-GA气凝胶结构，且NCO-GA可提供丰富的大孔和中孔结构，使硫蒸气快速吸附并通过毛细凝结成核，得到含硫量高达80.4%的NCO-GA/S复合材料。同时，固定在石墨烯纳米片上的单分散极性NiCo2O4纳米颗粒具有较大的比表面积，可以提供更多的活性位点以化学吸附硫或多硫化锂，从而显著抑制“穿梭效应”，提高活性材料的利用率。

在这里，我们通过电传输测量和拉曼光谱和光电子光谱，结合这些界面的从头算电子结构计算，揭示了这些金属氧化物如何与石墨烯界面的根本差异。虽然两个氧化物层都会导致石墨烯中的表面电荷转移诱导 p 型掺杂，但与 TiOx 形成鲜明对比的是，AlOx/石墨烯界面显示出明显的 sp3 缺陷的存在。

电化学新衍生多孔石墨烯网络的直接氧化作为一种新策略，为扩大横向尺寸和扩展氧化石墨烯的物理性质提供了新的高效途径。

如何实现大面积碳纳米管的精确排列和石墨烯片层的完美堆积存在技术瓶颈，导致膜分离性能难以达到理论预测值，极大地限制了膜的实际应用。二维多孔碳材料，如石墨炔、二维共轭聚合物等近年来受到较大的关注，理论研究表明其具有垂直于膜平面的一维传质通道，且通道的尺寸和化学性质可以通过单体分子设计进行调控。目前，二维多孔碳材料膜的可控制备仍然难以实现，阻碍了其在分子尺度分离过程中的应用。

本文报道了一种 P 掺杂的石墨烯气凝胶作为 CO2还原制乙醇的自支撑电催化剂。在 -0.8 VRHE 下实现了 48.7% 的最高法拉第效率 (FE) 和 70 小时的长期稳定性。同时，可以获得 14.62 μmol h-1 cm-2 的出色乙醇产率，优于大多数报道的电催化剂。

本文确定了电导率活化能的差距，并发现与最新理论非常一致，该理论解释了σ带对BLG介电敏感性的贡献。进一步研究表明，对于BLG/CrCl3和BLG/CrBr3，可以从低温电导率的栅极电压依赖性中提取带隙，并利用这一发现来细化带隙对磁场的依赖性。本文的研究结果允许将BLG的电子性质与理论预测进行定量比较，并表明占据CrX3导带的电子是相关的。

系统解耦了direct-CVD-enabled石墨烯在储能领域的多面手角色，深入揭示了其在离子存储、锂硫催化和金属负极保护三个储能体系示例中的构效关系和作用机制，并从基底选择、方法优化和器件构筑等角度对今后的重点研究方向进行了展望，最后绘制了石墨烯在绝缘衬底上直接生长的技术发展路线图。