科研进展

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。

随着高频，高速第五代通信技术的出现，民用电子设备成指数增长，产生的电磁污染日益严重，而传统材料体系已逼近性能极限，覆盖频段急需拓展。选取合适的新材料进行恰当的结构设计，是消除电磁污染、制备“轻质量，薄厚度，宽频段，多环境适应性”屏蔽材料的重要手段。

鉴于此，中国林科院木材工业研究所王小青团队提出了一种简单且可持续的策略来制备石墨烯包裹的层状木材海绵（RGO@WS），用于高性能压阻传感器。以天然轻木为原料，通过化学处理和石墨烯负载，制备具有层状结构的高弹、导电木材海绵。石墨烯的负载不仅赋予木材海绵良好导电性，同时赋予海绵骨架高压缩弹性和抗疲劳性能。木材海绵压阻传感器具有高灵敏度、高稳定性和耐低温性，有望代替合成聚合物（如聚氨酯海绵）基压阻传感器用于人体运动、健康监测、电子皮肤、人机交互等领域。

石墨烯薄膜中的缺陷可以作为活性催化位点，但是对于其本征缺陷种类及对应的催化性能分析还需要深入的机理研究。课题组通过CVD石墨烯制备单层原子薄膜，并后处理制备缺陷石墨烯薄膜，简单有效的通过控制缺陷种类来提高其臭氧催化氧化性能，该技术非常具有产业化前景。

石墨烯纳米带（GNRs）具有独特的电学特性，其比零带隙的二维平面石墨烯更适合开发新一代电子器件，近年来受到学界广泛关注。GNRs的带隙受到其宽度与边缘结构的调控，因此可控制备具有特定边缘与宽度的GNRs是该领域的重要课题。以不同直径单壁碳纳米管（SWCNTs）提供的的限域空间为纳米反应器调控小分子前驱体反应合成特定GNRs具有与众不同的反应机理，值得进一步研究与开发。