科研进展

中国科学院宁波材料技术与工程研究所先进涂料与粘合剂团队余海斌研究员和丁纪恒博士设计并制备了一种具有交替“珍珠层状”结构的复合涂层（I-PDA-G-EP），以突出环氧涂层和工程石墨烯的最佳特性。聚多巴胺（PDA）作为增强剂来改善分散性和修复石墨烯的结构缺陷（π-π相互作用）并桥接致密的石墨烯层和环氧树脂层（强附着力）以形成“互锁”结构，以确保完整的涂层系统。

为了提高锂硫 (Li-S) 电池的性能，本文，长春理工大学等Haili Zhao、Wanqiang Liu等研究人员在《RSC Adv》期刊发表论文，研究基于设计一种能够吸附多硫化物并改善反应动力学的材料的想法，制备了一种Co,N-共掺杂石墨烯复合材料 (Co-N- G) 。

在改性炭黑上生长MnO2纳米片后，获得的纳米复合材料具有高比电容、速率性能和循环稳定性。组装的对称超级电容器在181W kg -1的功率密度下获得54Wh kg -1的高能量密度。系统的实验研究表明，垂直石墨烯纳米片对炭黑的表面改性具有优异的性能优势，从而提高了整个电极的导电性、热稳定性和孔结构。这种方法对于开发高性能超级电容器的新材料具有很大的前景。

在前期研究基础上，孟凡彬团队进一步提出利用同轴静电纺丝结合冷冻干燥和热还原技术制备了具有核壳异质结构的石墨烯基气凝胶微球（图1）。制备得到的气凝胶微球具有独特的微观多孔结构，外壳层表现出三维有序多孔网络结构，内核层呈现含有小孔结构的无序多孔碳形貌（图2）。不同壳层微观结构之间形成了清晰的异质界面，增加了材料的强界面极化效应。

近年来，锂硫(Li–S)电池因其具有低成本、生态友好、极高的理论比容量1675 mAh g−1等优点，而被公认为是下一代高能量密度储能系统的首选。其中，Li–S电池正极发生的氧化还原反应包含着各种关键的电催化过程，这些过程极大地影响着储能系统的性能。

综上所述，通过定向冷冻制备气凝胶，已经证明PI前驱体的引入可以将脆性rGO/MXene气凝胶转变为具有优异弹性和柔韧性的复合气凝胶。PI增强的rGO/MXene协同作用赋予GMP复合气凝胶理想的电气和机械性能。此外，它具有出色的隔热性。在GMP复合气凝胶的基础上，组装了一种高灵敏度压阻传感器，可用于监测各种人体运动，包括脉搏跳动、呼吸、振动、手指弯曲等。综上所述，制备的GMP复合气凝胶可以提供新的见解进入3D宏观GA的制备。

这项工作表明，制备超薄Si-NSs及其与石墨烯的结合是提高Si基负极电化学性能的一条重要简易的途径，在大功率和长寿命LIBs中具有巨大的应用潜力，并且可以扩展到其他电极材料的研究。

近期，清华大学符汪洋副教授团队在这方面取得突破性进展。他们利用高频信号能够深入到溶液中较长距离进行检测的特性来克服德拜屏蔽，报道了一种工作在超高频（UHF，约2 GHz）下的反射式石墨烯生物传感器（Gr-FET）。该UHF Gr-FET能够不受德拜屏蔽影响，直接在高盐溶液中进行生物化学传感（见上图）。同时，通过结合电解质门控和UHF反射式测量，实现了对于目标生物分子/细胞的高灵敏介电检测，为开发在生理溶液环境下的生物检测方法提供了独特的解决方案。

发明一种利用电子束照明开发石墨烯量子点的快速，简单和有效的技术是最近发表在Nanotheranostics杂志上的研究的主题。 研究：通过电子束照射制备的石墨烯量子点用于肿瘤的安全荧光成像。图片来源：Tayfun Ruzgar/Shutterstock.com…

孙卫玲教授课题组在Environmental Science: Nano（IF=8.13）上发表研究论文，研究基于氧化石墨烯（GO）和四种典型抗生素对蓝藻(Synechocystis sp. ) PCC 6803的联合毒性结果，结合吸附等温线和等效线图解法建立了预测GO和抗生素联合毒性效应(γ)的模型，并提出该模型可应用于其他碳材料和有机污染物的联合毒性效应预测。蛋白质组学从分子水平上解析了污染物的毒性机制，并进一步印证了联合暴露组中的累加和拮抗效应。

证实了3D LiF保护层的存在，并详细讨论了Li/G骨架的功能。3D结构的LiF保护层通过提高锂的利用率和抑制死锂在对称和全纽扣电池中的积累来实现优异的电化学性能。此外，遵循实际电池行业参数的0.85Ah袋式电池，可稳定工作140个周期，内阻逐渐增加。这种新型锂/石墨复合阳极在锂/碳复合阳极中具有广阔的应用前景，而本文提出的简便的热氟化反应方法为构建锂金属负极的3D结构保护层提供了一种新方法。

研究通过利用基于自由基的荧光石墨烯化学制备一类新的碳基材料，包括具有类金刚石四面体成键的氮掺杂石墨烯，用于高能量密度超级电容器电极，其密度明显高于通过机械压缩等其他方法制备的同类材料。