科研进展

加州大学伯克利分校Daniel J. Rizzo等研究人员展示了一种设计和制备金属GNRs的通用方法，使用原子级精确的工具，自下而上的合成。这是通过嵌入局部零模态对称超晶格到半导体GNR中。相邻零模态之间电子的量子力学跳变产生了基本紧束缚电子结构模型所预测的金属带。

在湿法纺丝过程中，氧化石墨烯液晶经过剪切流动、凝固成型、牵伸取向等一些工序之后得到结构密实的氧化石墨烯纤维，再经过还原和石墨化处理之后即可得到石墨烯纤维。宏观石墨烯纤维组装的微观结构强烈依赖于石墨烯片的构象，特别是，石墨烯的无规褶皱构象不可避免导致其堆积松散和排列不规整，致使石墨烯纤维结晶度不高。因此，如何精细控制石墨烯片的构象来消除无规褶皱是进一步推进石墨烯纤维综合性能的重要挑战。

近日，南京大学张炜铭教授研究团队，首次报道了以软性颗粒-聚丙烯腈凝胶粒子（PAN GPs）作为插层剂，通过PAN GP变形来有效调控氧化石墨烯（GO）膜的层间距。而且，碱处理使PAN GPs表面生成疏水/亲水结构，有助于水在GO膜中的溶解-扩散。在GO膜中插层PAN GPs软性粒子，可以实现水有选择的快速传输，例如，该GO膜对重金属络合离子Cu-EDTA2-的去除效率是文献中2D膜的4-13倍。

研究团队将少量的石墨烯纳米片（GNP）加入到聚丙烯（PP）中共混造粒制得PP/GNP粒料，经挤出机熔融纺丝制成PP/GNP纤维，再采用薄膜堆积法制备具有增强力学性能的聚丙烯/石墨烯自增强聚合物复合材料（PP/GNP SPC）。将SPC的薄膜叠加技术与石墨烯纳米技术相结合，显著提高了石墨烯的力学性能。在0.062 wt% GNP的情况下，聚丙烯SPC的拉伸强度、拉伸模量和界面强度分别提高了117、116和116%。

在本研究中作者报道了一个新的概念，采用滑移诱导的时间选择性脱盐分离机制，打破了渗透性-选择性矛盾，而没有严格依赖于小而均匀的孔隙尺寸。此外，通过调节孔隙度、膜的厚度和旋转速度可以获得所需的渗透率和选择性。这项工作为设计高效反渗透脱盐装置打开了一扇新的大门，引发了旋转/剪切膜的理论和实验研究的蓬勃发展，进一步革新了下一代海水淡化系统的设计以及水净化技术。

将氧化石墨烯/还原氧化石墨烯涂层于三维纤维表面制备导电支架材料，被证明是实现结构复杂性和高导电性的有效策略。与NFEP技术相结合，可以定制纤维的大小及其三维空间分布，对引导三维类神经网络的形成具有广泛的适用性。这种创新的尝试，为神经组织工程与神经再生相关的研究拓展了更多的可能性。

同时，Nature系列的另外2个顶级期刊Nature Nanotechnology、Nature Physics同时还发表了3篇石墨烯文章，都是关于物理或生物物理领域的应用。石墨烯始于物理，盛于材料化学，如今是要终归于物理了么？