科研进展

系统评述了石墨烯基材料在电磁屏蔽和吸波领域的应用，总结了石墨烯基电磁功能材料多尺度设计策略，包括分子尺度、微纳尺度、宏观尺度以及多尺度组装设计策略，这些策略对于指导设计高性能电磁屏蔽和吸波材料具有重要意义。此外，综述了石墨烯宏观组装材料在电磁屏蔽和吸波领域的最新研究进展。最后，对这一快速发展领域当前的挑战和未来的方向进行了预测和讨论。

曹茂盛课题组将磁性铁酸镍与具有丰富电介质基因的石墨烯相结合，作为兼并电磁吸波和电磁屏蔽特性的多功能材料。柔性石墨烯互相搭叠，构建局域电导网络改善电子输运特性的同时，提供丰富的缺陷和官能团，产生多重极化弛豫，优化复合材料的介电常数。通过磁共振和磁涡流，磁性铁酸镍提供的磁损耗能力进一步加强电磁特性，增强复合材料的电磁波衰减能力。

本文综述了烯碳纤维基能源器件包括能量转换和储能器件等的研究和应用进展，具体介绍了烯碳纤维基太阳能电池、湿气发电机、热电发电机、超级电容器以及电化学电池等的最新成果，重点讨论了烯碳纤维基能源器件的制备方法和可穿戴应用，分析了烯碳纤维基储能及能量转换器件面临的问题和挑战，期望能够为未来高性能纤维基可穿戴能源器件的发展提供有价值的研究思路。

电子器件小型化、集成化发展影响着高分子复合材料转向多功能化研究。在聚合物中构建连续的三维功能网络，已被证明是能够实现复合材料多功能提升的有效策略。上海大学丁鹏研究员课题组通过简便的软模板-分散浸涂法，构建出连续的MXene/石墨烯功能网络，获得的复合材料同时具有出色的电磁干扰屏蔽(EMI SE为43.3 dB)和热管理性能(导热增强率为1118%)，并且表现出优化的相变(相对焓效率多次循环后保持在83%)、动态热响应行为(储能模量约为6240 MPa)和机械性能(杨氏模量提升4倍)。这种制备方法在实现材料多功能化的同时，也具有能够实现大尺度设计、样品定制、易于规模化的独特优势。

本文开发了一种利用单层石墨烯加热器的非易失性电可重构硅光子平台，其具有高能效和耐用性。本文展示了基于成熟技术的相变材料（PCM）Ge2Sb2Te5的宽带开关和采用新兴的低损耗PCM Sb2Se3的移相器。石墨烯辅助的光子开关表现出超过1000个循环的耐久性和8.7 ± 1.4 aJ nm-3的编程能量密度，即在PCM热力学开关能量极限(~1.2 aJ nm-3)的数量级内，与现有技术相比，开关能量至少降低了20倍。本文的工作表明，石墨烯是一种可靠且节能的加热器，与包括Si3N4在内的介质平台兼容，可用于技术相关的非易失性可编程硅光子学。

团队利用激光烧蚀的方法，将生物基热固性树脂转化为功能性碳材料，拟完成从“生物碳”到“生物基树脂”再到“功能碳”的闭环转化。

然而，纤维电池的电化学性能严重受制于电极的制备手段，以往的研究常采用表面涂覆/原位生长活性材料的手段制备纤维电极，无法有效提升活性材料的负载量、纤维电极尺寸同时活性材料在电极表面的粘附力也相对较弱，导致在多次弯折变形后活性材料之间会产生有害的裂缝甚至发生脱落。