科研进展

这项在“疫情和山火”中进行的研究，主要聚焦于界面电子转移和魔角石墨烯，所揭示的原理可推动催化剂设计和电化学传感器的发展。“由此发表的论文，是在目前魔角扭曲石墨烯的科研基础上，开创性地探索了扭曲石墨烯层间转角对电化学活性的影响。这项成果是跨领域的，将凝聚态物理的前沿成果拓展到了电化学领域。它会激发业内同行对扭转二维材料进行更深的探索，并将扭角控制材料活性的思路，拓展到化学催化和生物传感等更为广阔的领域。”他表示。

墨尔本大学李丹教授团队利用电解质中肼还原氧化石墨烯（rGO）膜的模型体系，揭示在跨多个长度尺度的膜还原过程中单个纳米片的堆积和孔隙形成。密集组装的还原氧化石墨烯膜仍能保留互连网络的纳米通道和多孔结构。并且通过调整盐浓度和还原温度，纳米通道网络可以在亚纳米水平上进行微调可以制备出致密且相互连接的多孔石墨烯膜，使rGO膜具有出色的比电容和离子输运速率性能。

曼彻斯特大学CoskunKocabas、宾夕法尼亚州立大学Sahin K. Ozdemir等使用石墨烯构建光学器件，通过电控制方式在室温调控太赫兹区间的光与乳酸分子的相互作用。当器件穿过奇点，通过门控电压控制太赫兹脉冲光的强度和相位。这种电化学调控体系能够导致能量变化情况复杂的Riemann表面重构，调节损耗不平衡和频率失谐，能够控制光的拓扑结构。

该研究表明，通过石墨烯插入层控制AlN成核的密度和形貌，在初始生长过程中向外延系统内预存储较大的张应变，可成功实现对AlN/蓝宝石本征压应变的补偿，从而得到无应变的AlN薄膜。同时，以得到的高质量无应变AlN为模板，制备了具有优异光电性能的DUV-LED器件。这项工作揭示了AlN在大失配衬底上准范德华外延生长的内在机制，无疑为进一步推动氮化物基器件的高性能制造提供了重要启示。

激光诱导石墨烯 (Laser-Induced Graphene, LIG) 技术在2014年由J. Tour课题组首次提出，无需掩膜和特殊气氛条件，可在PI薄膜上高效制备定制化可导电石墨烯二维图案。在柔性可穿戴电子器件和生物传感器领域具有显著潜力。北京理工大学郭晓岗副教授团队通过对LIG制备和应用的介绍，综述了基于LIG技术的柔性电子器件最新进展，并将研究成果发表于Biosensors 期刊。

2022年4月7日，Science再次报道在魔角扭曲三层石墨烯的重要进展，通讯作者是哥伦比亚大学物理系的Abhay N. Pasupathy教授。使用扫描隧道显微镜仔细检查堆叠结构。他们发现，顶层和底层之间的小错位导致晶格重新排列成三角形域的模式。这些域具有神奇的魔角扭曲三层结构，并由线和点缺陷网络隔开。

通过建立几何原理来描述高折射率表面上的二维材料排列，作者表明在孪晶边界两侧生长的二维材料岛可以很好地排列。作者进一步合成了具有丰富孪晶界的晶圆级铜箔，并在这些多晶铜箔的表面上成功地生长了晶圆级单晶石墨烯和六方氮化硼薄膜。这项研究为在定制的多晶衬底上生长单晶二维材料开辟了一条快速、可扩展和稳定的途径。

二维纳米流体膜在蓝色能源收集方面具有广阔的应用前景，随着低成本二维材料(粘土材料)的研究和纳米流体技术的发展，有望在提高器件输出功率密度的同时，实现二维纳米流体膜的低成本、大规模生产，走向商业化。但将其推向实际应用仍面临一些挑战。例如膜的表面污染、孔径堵塞和机械破坏，以及便携式器件的封装等。因此，需要进一步提高膜的输出功率密度、机械强度和韧性，并将研究重点放在可实际应用的器件设计上。

碳点（CDs）因其具有丰富的官能团，良好的导电性，制备简单等优点，在构筑纳米复合材料方面具有独特的优势。近年来不少课题组通过引入碳点优化材料的形貌和导电性，以提升其催化性能。然而目前碳点的引入对电催化析氧过程的影响尚不清楚，相关的理论研究较少。所以协同利用碳点优化材料的形貌和导电性，并深入研究碳点的引入对电催化析氧过程的影响，或许能够为碳点在提升电催化性能方面提供借鉴。