科研进展

西北大学的研究人员一直在研究另一种增压水泥配方，其中加入了这种神奇材料的微小颗粒，使混凝土更耐水。该团队试验了一系列的颗粒类型，包括碳纳米管、碳纳米纤维和石墨烯纳米片，然后通过一种被称为划痕测试的先进技术测试它们的性能。这使材料的微观位点受制于锥形探针，以测试其断裂反应。

该研究从蚕丝天然核鞘结构与蚕丝力学性能的关系中得到启发，开发了一种通过还原氧化石墨烯功能化蚕丝的新策略。石墨烯功能化的桑蚕丝不仅具有高强度，还具有温度响应、运动检测等功能。这种仿生方法为绿色高性能纤维制造提供了一种通用和方便的策略，在未来智能纤维材料应用中有巨大的潜力。

本文，研究人员描述了一种简便的方法来制备几层石墨烯基（FLG）聚合物复合材料，该复合材料由具有导电性和薄FLG“皮肤”的选定聚合物基体的表面涂层获得。证明了聚合物表面最外层的低FLG浓度，加上优异且均匀的表面附着力，可以在保持底层聚合物性能不变的情况下获得快速响应且重量轻的可加热装置。复合材料的受控低温后处理确保了FLG片材与宿主聚合物基体的极高附着力。所制备的复合材料具有快速的开/关加热响应和优异的性能，曾经被用作具有除冰性能的轻质低功率加热装置。

Moiré平带体系中的电子能够自发表现破缺时间反转对称性（spontaneously break time reversal symmetry），产生量子化的异常霍尔效应，有鉴于此，加州大学圣巴巴拉分校A. F. Young等报道超导量子干涉器件（quantum interference device）对结合在六方BN中的扭角双层石墨烯进行离散磁场成像，发现单位电荷载流子中的磁化强度达到个数个玻尔磁子，说明轨道的主要特征是磁性，作者在测试结果中发现，当对化学势沿着量子反常霍尔能带的方向扫描，磁性产生非常大的改变，这种现象符合由于磁化轨道Chern绝缘体的手性边缘态导致的现象。通过对电场驱动磁翻转现象进行空间成像表征，作者在石墨烯结构畸变处发现微米尺度磁域。

冰，通常很容易在固体表面形成，为了理解为什么会这样，需要研究水-表面相互作用的分子基础。水，在界面处的结构、动力学和化学性质，不同于普通水和冰。冰成核的早期阶段，涉及非常小的时间和长度尺度，虽然冰成核和相变在宏观上是很好理解的，但从地球大气化学到宇宙尘埃颗粒的物理化学过程，揭示微观细节是物理学面临的重大挑战之一。

马里兰大学胡良兵教授团队开发了一种由电焦耳加热触发的3D打印还原氧化石墨烯热探针。该RGO热探针具有出色的热稳定性，可实现高达≈3000 K的高温，具有≈105 K s-1的超快加热/冷却速率和低至毫秒级的高时间分辨率，可实现极端和非平衡加热条件下的热图案成型和纳米材料合成。

作者在黑磷（BP）和InSe之间插入石墨烯层的纳米界面，该层抑制层间复合并大大提高了光检测性能。此外，器件的传输特性由石墨烯引起，从少数载流子的扩散运动到多数载流子的漂移运动。这两个原因加上内部的光发射效应，使得基于BP/G/InSe的光电探测器在室温下具有超高的特异性。结果表明，高性能的vdW异质结构光电探测器可通过对异质结界面进行纳米级的简单结构操作来实现。

最近，马里兰大学胡良兵教授团队报道了一种基于 3D 石墨-纤维素纳米纤维 (G-CNF) 泡沫的泡沫材料的可降解、可回收和经济高效的解决方案，该泡沫材料由资源丰富的石墨和纤维素通过先进的 3D 打印制成。CNF 可以在物理超声处理下直接分散石墨，无需任何化学反应。CNFs 与石墨的相互作用通过 CNFs 中亲水和疏水面的作用使分散体聚合物的流变特性和良好的可加工性以及可调节的粘度用于 3D 打印。

为了通过减弱抗压强度同时保持弹性来提高石墨烯气凝胶基压阻传感器的灵敏度，北京化工大学李晓锋副教授/于中振教授团队通过双向冷冻氧化石墨烯的水悬浮液，制备具有高弹性和令人满意的电导网络的轻质层状石墨烯气凝胶（LGA）。少量有机溶剂的存在，然后进行冻干和热退火。由于 LGA 的层状结构，其沿垂直于层状表面的方向的压缩强度远低于具有相似表观密度的各向同性和单向排列的石墨烯气凝胶的压缩强度，从而导致基于 LGA 的超灵敏压阻传感器具有高-3.69 kPa-1 的灵敏度和 0.15 Pa 的低检测限。

研究根据聚合物稀溶液理论，增加分子量能够有效降低聚合物临界缠结含量，选用了分子量高达3000万的超高分子量聚合物来降低复合体系中聚合物的含量。超高分子量聚合物能够有效规避氧化石墨烯片层从而形成整体缠结网络，30 wt.%聚合物添加剂能够有效增强氧化石墨烯溶液的粘弹性，使其拉伸比从84%提高到1200%，从而实现了高速吹纺制备石墨烯纤维材料，其纺丝速度高达556 m min-1，比之前湿纺提高了两个数量级，达到了化工纤维的生产水平.