科研进展

这项工作首次从实验上揭示了一个不同于传统二维和三维极限、由有限厚度与层间相干共同定义的“穿越维度”电子输运新范式。它不仅发现了一种全新的反常霍尔效应类型，更重要的是确认了一种由强电子关联、轨道环路电流和层间相干共同稳定的全新轨道铁磁物态。这一突破将人们对反常霍尔效应的理解从传统二维/三维二分图景拓展到一个全新的维度区间，为多层石墨烯以及更广泛范德华量子材料中的强关联轨道物理研究开辟了新的方向。

研究提出了一种溶液辅助气流静电纺丝新技术，以聚丙烯腈（PAN）和热塑性聚氨酯（TPU）为聚合物基体、石墨烯纳米片为功能填料，一步法快速构筑了三维轻质纳米纤维海绵（PAN/TPU/Graphene NFS）。

本文提出了一种可扩展的策略，通过糖模板法，结合逐层浇铸和真空浸渗工艺，制备出无分层的三明治结构氮化硼（BN）/石墨烯纳米片（GNP）/聚二甲基硅氧烷（PDMS）复合材料。多孔的BN/PDMS和GNP/PDMS层促进了界面处机械互锁（MIL）结构的形成，因为PDMS会渗入并固化在互连的孔隙网络中。这使得层间粘合力强，无需表面功能化或热压处理。

通过磷化/硒化联合方法与水热法，将氮掺杂石墨烯气凝胶（NGA）与三元FePSe3复合，合成了海绵状异质结构FePSe3@NGA。该复合材料被用作钠离子电池（SIBs）的负极。

在石墨烯研究中，研究团队结合了电子显微镜与多相计算模型，证实振动运动会促使石墨颗粒在边缘处发生折叠，随后分裂成更薄的层状材料，从母体颗粒上剥离，最终在液相中经历高应变速率，形成原子级薄的石墨烯片。

建立的基于深度学习图像分割的分散均匀性定量评价方法，为金属/GO混合粉体的分散性评价提供了可靠的分析工具；优化后的制备工艺可有效提升钛合金/GO混合粉体的分散均匀性，为制备高性能石墨烯钛基复合材料提供了工艺支撑。

该技术已应用于消费品领域。由教师主导的初创公司“Materials Creation Co., Ltd.”基于专利研发的石墨烯抗菌牙刷，销量已突破1000万支，取得了显著的商业成功。此外，采用该技术的纺织材料GrapheneTex已被用于2024年巴黎奥运会跆拳道表演队的制服。预计在2026年亚运会等即将举行的重大赛事中，该材料也将应用于功能性运动服装。

本文提出了一种在蓝宝石衬底上大规模转移二维材料MoS₂和h-BN的方法。该转移过程采用去离子水，并遵循Zhang等人提出的理论框架，同时结合支撑框架，可增强剥离力，并便于二维材料薄膜的操作。由于不使用酸或碱，避免了酸或碱对二维材料的影响以及操作过程中可能造成的危险，而支撑框架则可在转移过程中稳定脆弱的二维材料薄膜。

该团队以单宁酸（TA）改性六方氮化硼（TA-BN）与氧化石墨烯（GO）为核心原料，通过单宁酸辅助球磨、单向冷冻铸造及高温热还原三步法，构建出具有“垂直排列氮化硼骨架-微量石墨烯桥接”的层级结构气凝胶，再经真空浸渍硅橡胶（PDMS）制备出高性能复合热界面材料。

这些传感器基于还原氧化石墨烯（rGO）与氧化铋的复合材料。其组分通过二氧化碳激光器在单一步骤中制备而成。该制备过程将氧化石墨烯转化为导电性更强的还原氧化石墨烯（rGO）。与此同时，激光器还重构了铋前驱体，生成氧化铋纳米片，这些纳米片得以高效地整合到材料中。这种结构促进了高效的电子传输，并提供了丰富的活性位点，有助于重金属离子在rGO–氧化铋电极表面上的吸附和预浓缩。

研究通过基底诱导生长策略，在氮/氧共掺杂石墨烯上选择性合成具有特定（200）或（111）晶面取向的铜纳米片。Cu(200)@N/O-C因优化ORR中间体吸附能、降低决速步能垒，展现出优于Cu(111)@N/O-C和商用Pt/C的ORR活性。其组装的锌-空气电池功率密度达222.5 mW·cm⁻²，稳定运行超1000小时。该工作证实面向工程调控地壳丰度铜材料是下一代储能器件的可行路径。