科研进展

哈尔滨工业大学于27日发布消息，该校化工与化学学院于淼教授课题组在石墨烯功能化方面取得了重要进展。该工作为石墨烯光致精准功能化的首例，通过精细调控局域杂化模式打开石墨烯带隙，首次在原子尺度实现了石墨烯的二维长程有序功能化，为石墨烯基二维材料在电子器件和光电器件应用方面的关键难题提供了有效解决方法。

研究团队进一步通过改进电子束辐照的实验方法，形成以氢自由基为主的辐照环境，成功实现了环氧基团的选择性还原。制备得到的还原氧化石墨烯，在含氧量显著下降的同时具有极好的亲水性。更重要的是，制备的石墨烯膜在截留有机污染物和重金属废液时，展示出超高渗透性能和截留稳定性能。

1）作者发现，通过金属表面与烃的H原子接触在诱导表面纳米石墨烯合成的脱氢步骤中起着至关重要的作用。将金属针尖用作金属催化剂，选择性的与碳氢化合物分子紧密靠近以分解C-H键。通过该方法可实现中间体H原子解离并以目标选择性和可再现的方式产生环脱氢产物。2）作者通过金属针尖催化苯环性和非苯环形PAHs的脱氢，证明了该方法作为纳米石墨烯合成催化剂的普遍适用性。

青岛科技大学高分子学院张建明教授团队基于气泡模板法，将天然胶乳粒子成功地复合到了气凝胶的孔壁中，形成了仿玫瑰花表面的石墨烯孔壁结构，显著增加了材料的韧性，同时维持了超低的密度（4.6 mg cm-3）。该材料的接触角可达131.8°，可以粘附水滴，并且仿玫瑰花表面结构使得石墨烯璧更加粗糙，显著提高了其光热转化能力，使得该材料在太阳能净水领域具有重大的应用前景。

近日，加拿大多伦多大学Tobin Filleter，Yu Sun报道了对石墨烯负载的聚合物进行了原位循环加载，并直接观察了石墨烯-聚合物界面处的界面疲劳损伤转移以及vdW诱导的石墨烯疲劳断裂。

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。