科研进展

自锂离子电池商业化以来，石墨一直是毫无争议的负极首选材料。尽管已经广泛地探究了可替代负极的可能性，但迄今为止尚未确定合适的替代材料。同时，人们对石墨负极功能的认识也在不断扩大，并正在探索合理提高性能的新策略。关键的挑战在于不仅要表征原始状态下的石墨负极，还需要在电化学循环过程中准确表征石墨状态的变化，即需要一种多尺度表征方法将石墨嵌锂/脱锂过程的机理与观察到的电化学性能联系起来。

通过自下而上的合成，在石墨烯晶格中加入高密度的分子筛分纳米孔，对于高性能膜来说是非常有吸引力的。在此，来自瑞士洛桑联邦理工学院的Kumar VaroonAgrawal等研究者，通过控制合成纳米晶石墨烯来实现了上述一目标，其中一些纳米大小的、定向错误的晶粒不完全生长在晶格中生成分子大小的孔隙。

锂硫电池的实际应用受到缓慢的氧化还原反应动力学和严重的多硫化锂（LiPS）迁移的阻碍。通过提高主体的电催化活性来加速 LiPS 转化是实现优异电化学性能的一种很有前景的策略，尤其是对于贫电解质条件下的高硫负载正极。近日，西安交通大学唐伟教授、上海理工大学彭成信教授和温州大学侴术雷教授等人报道了一种二维磷烯/石墨烯包覆协同催化用于改善贫电解液锂硫电池性能

GO基气凝胶由于其固有的高孔隙率和大比表面积等优点，从而引起了研究人员的关注。然而，作为废水处理的吸附剂，GO基气凝胶也存在明显的缺点，例如纯GO气凝胶在水条件下的结构稳定性相对较差，通常会发生结构崩塌，这对于回收再利用带来了很大的困难，同时也可能造成二次污染。此外，许多金属阳离子会争夺纯GO气凝胶的含氧官能团，导致在复杂废水系统中选择性吸附目标污染物的性能降低。因此，研究先进的材料和技术以高效选择性吸附复杂废水系统中的目标污染物仍具有十分重要的意义。

二维材料具有独特的分层结构，具有抗摩擦和防磨损特性，为纳米级润滑油的发展提供了广阔的前景。二维材料的摩擦机制可分为界面摩擦和表面摩擦机制。界面摩擦机制主要受温度、负荷、大小、堆叠、缺陷、层间距和层数的影响，而表面摩擦机制主要分为电子声耦合效应、平面外皱褶机理和变形能量消散机制。润滑机制包括薄膜形成机制、滚珠轴承机制、自愈机制等润滑机制。在实际应用中，二维材料由于其独特的防摩擦和防磨性能，常用作润滑剂添加剂、纳米润滑膜和真空空间润滑材料。

电容去离子在脱盐、去除重金属、有机污染物、病原微生物等新兴污染物方面显示出了巨大的潜力。流动电极电容去离子（FCDI）可以连续运行，大大提高了去离子效率，目前FCDI的研究主要集中在电池结构设计、工作方式、电极材料和导电添加剂等方面。其中，设计综合性能优良的电极材料是提高海水淡化效率的首要任务。但目前应用的大多数碳材料都存在着流变性能与电化学性能之间的矛盾，另外，也难以形成连续的导电网络。

综上所述，本文提出了一种简单有效的混合还原工艺，通过同时进行脱氧和愈合反应来大规模生产高质量的 rGO。结果表明，使用碳源补充剂进行微波辐射热还原是一种简单、有效的大规模生产高质量rGO的方法。

研究团队通过“去羧基、加羟基”的设想，制得HO-G既保证了石墨烯优异亲水性，又避免羧基与水泥水化介质中Ca2+化学交联问题，并成功的克服石墨烯基材料在水泥基复合材料中的均匀分散性问题及对其流动性产生的负面影响，从而进一步提升石墨烯纳米片的增强有效性。该HO-G不仅丰富了石墨烯衍生物家族，还为开发纳米工程水泥复合材料提供了一种新的解决方案。

通过在水热过程中控制GO悬浮液的体积，可以将气凝胶膜的结构从层状调整为多孔互连的形态。rGO气凝胶膜非常灵活，可以在液氮和沸水中弯曲而不会变形，并且在各种溶剂中高度稳定至少2个月。当用作纳滤膜时，rGO气凝胶膜显示出约 100% 的有机染料截留率和中等水通量（高达53Lm–2h–1 ) 仅在30cm 高度的有机染料水溶液的重力下。我们灵活且稳定的气凝胶膜的这种水自净特性无需额外的能源消耗，为制造廉价、便携式净化水设备提供了可能，以用于电力不可用或不方便地区的紧急和家庭用净化水系统。

重复的机械应力或外部机械冲击会损坏可穿戴电子设备，导致其电气性能严重下降，从而限制了它们的应用。由于自修复将是上述问题的极好解决方案，在此，韩国汉阳大学Tae Whan Kim教授团队提出了一种由聚乙烯醇基质和咪唑改性石墨烯量子点组成的新型纳米复合层的自修复存储器件。