科研进展

本文，湖南大学陈鼎教授、南方科技大学邬苏东副教授、和中科院宁波材料技术与工程研究所林正得研究员在《Advanced Functional Materials》期刊发表论文，通过中间质 CVD 在石墨基底上合成了一种由高质量、垂直排列和共价键合的石墨烯纳米壁 (GNW) 组成的多孔薄膜，然后将 PDMS 渗透到 GNW 中以形成复合材料。

中科院长春光机所杨建军研究员、东北师范大学辛巍副教授和长治学院赵波副教授合作采用飞秒激光在氧化石墨烯（GO，厚度<100 nm）薄膜表面成功制备了大面积亚波长周期光栅结构，并通过原位氧化还原过程实现了结构化还原氧化石墨烯（S-rGO）薄膜的人工面内光学双折射和各向异性光电效应。

探究了Fe2O3: GO不同比例下对AP的催化作用，其中3 wt% GO/Fe2O3纳米复合材料相对于纯AP，对应的AP热分解温度大大降低。采用第一性原理计算阐述了协同效应，结果表明，催化剂中石墨烯的存在，可以降低AP热分解反应期间的活化能垒（约 17% ）以增强催化效果。

文章内容包含实验与数值模拟结合的五部分：1）从石墨电压曲线中提取析锂信号；2）基于原位产热曲线辨识锂剥离过程；3）量化循环过程中的锂沉积/剥离可逆效率；4）通过拆解表征明确析锂机理；5）基于有限元模型重构析锂过程。该文章发表在能源领域著名期刊Energy Storage Materials上。

作者制备了石墨烯量子点组成的超薄Li+吸附层，提出了一种在超高电流密度和面积容量下稳定锂金属负极的有效策略，一方面可以缓解锂负极表面的Li+消耗，另一方面也不增加复合负极的重量和体积。该锂负极界面设计策略，进一步释放了锂金属基电池的潜力。

能量存储应用非常需要生产超过 550 F g -1纯石墨烯材料理论极限的高电容电极，但工艺简单的情况下仍然是一个挑战。本文，斯威本科技大学研究人员在《Small》期刊发表论文，研究通过理论分析指导反应条件的合理设计，提出并证明了通过低成本和一步闪蒸工艺超快（毫秒内）制造高性能石墨烯/MnO电极。

中国矿业大学Xinran Gao等研究人员在《Adv Mater Technol 》期刊发表论文，研究成功合成具有分层孔隙、增大的层间距和高掺杂水平的 N/P 双掺杂 3D 石墨烯气凝胶（NPGAs），其对 PIBs 表现出优异的电化学性能。

这些石墨烯纸拥有石墨烯薄片结合而成的多孔结构，表面富含环氧基团，层间距在0.38-0.39 纳米。同时石墨烯薄片间有合适的空隙提供了快速的传质路径，并使石墨烯纸在可逆钠离子嵌入时适当的膨胀和收缩。不使用粘结剂和导电剂的情况下，石墨烯纸可直接作为钠离子电池负极使用。在100 mA/g的电流密度下获得290 mAh/g的可逆容量。石墨烯纸同时具有很好的机械性能，可通过折叠或者滚转构建高面密度电极，在100 μAh/cm2的电流密度下实现了0.62 mAh/cm2的面容量。

在这项工作中，通过用氧化石墨烯 (GO) 纳米片作为乙二醇中的添加剂进行润滑，在掺硅氢化非晶碳 (a-C:H:Si) 膜上实现了极端摩擦系数 (COF = 0.002)。摩擦化学反应发生在Si3N4表面和 a-C:H:Si 膜上，导致在Si3N4和a-C:H:Si表面形成二氧化硅胶体层。同时，GO纳米片在摩擦面上的物理吸附使剪切面从Si3N4/a-C:H:Si界面转移到GO/GO界面，进一步降低了剪切应力。最终建立了a-C:H:Si和GO纳米片协同润滑效应的机理和建模，以揭示宏观尺度超润滑的设计原理。