科研进展

石墨烯辐射热计传感器通过测量光子被吸收到传感器中时的温度升高来检测电磁辐射。石墨烯是二维的单原子层厚的材料。研究人员通过将石墨烯掺入微波天线中来实现高辐射热测量灵敏度。

纳米复合材料中的纳米填料增强效果通常远远低于理论预测值，这在很大程度上是由于纳米填料与基体之间不良的界面相互作用。有鉴于此，弗吉尼亚大学Xiaodong Li等人，报道了一种石墨烯界面工程技术，该技术将B4C-NWs与石墨烯粘合在一起，从而显著增强了强度和韧性。

研究团队开发的迷你传感器，称为SARS-CoV-2 RapidPlex，使用了石墨烯(Graphene)材料，在激光刻蚀的塑料板上，带有微孔的3D石墨烯结构，包含了可检测病毒的抗体和蛋白质，人体为对抗病毒而产生的抗体以及表明感染严重程度的炎症化学标志物。

该研究报告了一种将石墨烯纳米片连接起来形成石墨烯空心微管(GHMs)的简易化制备过程，通过改变反应条件，可在100-500 nm范围内调节管径。研究发现，在氨气气氛下对氧化石墨烯(G-O)/PAN碳纤维进行退火时，石墨烯纳米片边缘的N原子可以取代C原子，石墨烯片可以无缝连接。G-O/碳纳米纤维框架作为约束模板，石墨烯薄片围绕其弯曲形成管状结构。

Deokar和他在沙特阿卜杜拉国王科技大学（KAUST）的同事们一直在研究一种更有效的方法来生产这些石墨冷却装置。该技术涉及使用镍箔作为催化剂，将热甲烷气体转化为石墨。在镍箔表面形成的石墨薄膜厚度仅为100纳米。

高压（大于1万个大气压）可以有效改变分子的堆积方式，压缩分子间的距离，改变原子的成键方式。几乎所有的不饱和有机小分子都可以在高压下发生聚合，高压因此成为开发新型聚合反应、自下而上合成新型碳基材料的有效途径。高压诱导的固相聚合反应，无需使用溶剂、催化剂、引发剂，是新的绿色、原子经济的合成方法。

哈尔滨工业大学机电工程学院潘昀路教授和郝壮博士研究团队针对这一问题进行了深入而细致的研究，提出了一种基于石墨烯-Nafion复合薄膜的柔性可再生生物传感器，该柔性纳米传感器可实现在不稀释的真实人体汗液中对“炎症风暴”标志物进行准确检测。

该项目负责人、KAUST研究人员Geetanjali Deokar说：“使用聚合物为原料来制作这类石墨薄膜的工艺十分复杂，能耗很高——需要高达3200摄氏度的高温，即使如此，制作的薄膜厚度仍不能突破微米级。” Deokar团队使用化学气相沉积技术(CVD)，在镍箔上“培养”出了纳米级石墨薄膜(NGF)。

氧化石墨烯等二维材料的纳米孔膜因其独特的分子筛分性能和操作简单性，在挥发性有机化合物(VOCs)和氢气吸附方面引起了人们的关注。然而，有效解决石墨烯薄片的团聚和低效率仍然具有挑战性。

来自阿肯色大学的一个研究小组已经成功开发出一种可以捕捉石墨烯的热运动并将其转化为电流的电路。物理学家们表示，基于石墨烯的能量收集电路可以被整合到芯片中，为小型设备和传感器提供清洁、无限的低压电力，而在一定程度上不再依赖外部电池提供能源。

同时，为了制造能检测内部或环境变化的传感器，并让织物做出适当的反应，研究人员开发了一种基于皮克林乳液的导电油墨，这种乳液可以降低油墨的粘度，同时也可以使用无毒溶剂。

加州大学伯克利分校的团队现在取得突破的就是最后一种形状。石墨烯纳米带通常是半导体，但该团队已经成功地将它们变成了金属，这使得它们具有导电性，能够像电线一样在电路中携带电子。