科研进展

“固态柔性石墨烯超级电容器快速成型及其3D打印关键技术研发”项目开发的石墨烯基超级电容器快速成型系统是基于按需喷射技术、快速冷冻和蒸发成型工艺，一次性完整打印出石墨烯基三明治结构超级电容器，具有工艺过程简单，条件温和，不需要高温高压或者有毒的还原剂，同时实现石墨烯3D空间结构和孔隙度的精确控制。

科研人员采用激光诱导加工法，将聚酰亚胺前驱体直接原位转化为石墨烯晶体膜；针对其直接用作储能电极时所面临的体积效应技术瓶颈，通过优化前驱体的分子构型和热敏感性，大幅增加了激光与聚合物薄膜的作用深度，进而实现了多孔石墨烯晶体膜的宏观厚度制备；以此作为电极构筑的超级电容器，在储能密度和循环稳定性方面得到显著的提升。

北京大学信息科学技术学院电子学系碳基电子学研究中心、纳米器件物理与化学教育部重点实验室的张志勇-彭练矛联合课题组借助石墨烯工艺与硅基工艺的良好兼容性，开发了一种硅基CMOS集成电路和石墨烯霍尔元件的三维（3D）异质集成技术，得到的石墨烯霍尔传感器的综合性能优于现有的商业霍尔传感器。

北京大学刘忠范院士和张艳锋研究员团队通过使用射频等离子体增强化学气相沉积（rf-PECVD），在高硼硅玻璃衬底上生长了高质量的垂直取向石墨烯（VG）薄膜。

哈尔滨工业大学冷劲松教授团队，最早于1992年在哈工大开展智能材料系统和结构的研究，并长期致力于智能材料及其应用的研究，与杜善义院士等合著 “智能材料系统和结构”专著，且相关研究成果受到广泛关注。冷劲松教授于2017年获国际复合材料学会世界学者奖，2018当选年度美国科学促进会会士。

这项工作在石墨烯基材料中发现了新的准粒子家族，这些非同寻常的粒子被称为 Brown-Zak 费米子，它们具有超高频晶体管，有可能实现 2D 材料重大突破，使用这种材料制成的处理器可以在单位时间内进行更多的计算，从而使计算机速度更快。

本研究中，以天然产物青蒿素的衍生物双氢青蒿素(DHA)抗癌机理为出发点，在经过靶向线粒体功能化修饰后，以透明质酸修饰的石墨烯为载体工具，成功将DHA靶向递送到肿瘤细胞的线粒体发挥药效。同时，构建的纳米传感器GO–HA/Cou–DHA/Apt能够自检测DHA的药效，即在线粒体凋亡通路被激活后，Apt发出红色荧光，成功实现DHA药效的可视化检测。

虽然目前通过液相剥离方法能用于制备石墨烯，但是获得导电性较高、分散性较高的石墨烯仍有较高挑战。有鉴于此，加州大学洛杉矶分校卢云峰、Runwei Mo等报道了一种催化剥离石墨的方法，得到较大面积（≈10 μm）、高导电性（926 S cm-1）、水溶性较高（≈10 mg mL-1）的石墨烯。通过该方法得到的石墨烯能用于Li离子电池，其中高导电性、高分散性都是锂电池中必须的要求。

将塑料废弃物与炭黑混合后的导电碳粉装在两个电极之间的石英管中，用交流电焦耳热闪蒸（AC-FJH）处理 8s（如下图），样品将释放碳低聚物和挥发物，在铜电极之间形成闪蒸石墨烯 (FG)。

熊本大学工业纳米材料研究所已经证实，新的冠状病毒可以用氧化石墨烯完全去除。在使用分散有称为氧化石墨烯纳米片的精细材料的溶剂的实验中，病毒几乎被完全清除。