科研进展

研究团队引入了一种具有刚性大环结构的卟啉分子——四（对羧基）苯基卟啉（TCPP），作为石墨烯与抗体之间的新型连接分子。与常用的柔性链状分子（如 PBASE）不同，TCPP 能够在石墨烯表面形成稳定的 π–π 相互作用网络，并通过其刚性结构为抗体提供“支撑”，使抗体在界面上呈现出更为一致的“端朝上”垂直取向。实验与计算模拟结果均表明，这种定向排列显著提升了抗体可用于识别目标分子的有效比例。

作者推出了一种智能多模态石墨烯皮肤贴片，用于耳部健康监测和声学交互。 优势与意义：GSP首次将监测、预警与交互功能集成于微型贴片，通过材料创新与算法优化，为耳部健康管理提供闭环解决方案。PDM技术突破低频失真瓶颈，可穿戴声学器件迈向高保真时代。未来方向：未来，团队将进一步验证长期佩戴舒适性与生物相容性，集合大语言模型，并探索个性化健康数据分析模型。这项研究不仅为智能可穿戴设备树立新标杆，更为“主动健康”理念提供了创新范式。

该项研究系统地阐述了在石墨烯辅助的二氧化硅微谐振器中形成光力学频率梳的物理机制与性能。稳定的光力学脉冲源于光学与机械振荡过程中的光子-声子-电子相互作用：首先，腔内光子的辐射压力激发光力学振荡；随后，机械波反过来调制光波，产生强度调制；最后，基于石墨烯可饱和吸收的能量转换锁定此调制，形成光学与声学驻波的共同谐振。在整个过程中，光力学的增益与损耗达到平衡。

该研究团队开发的石墨烯改性纤维（GMF）采用化学键合方式，在聚酯纤维基质中均匀分散石墨烯片层，形成稳定的复合结构。这种设计不仅保留了石墨烯优异的光电特性与吸附能力，还克服了粉体材料易流失、难分离的缺点，极大提升了材料的实用性与环境安全性。

大多数传统石墨烯墨水只能采用极稀释配方，浓度常低于每毫升几毫克——远低于高效高产制造所需的浓度。为解决此问题，许多墨水依赖聚合物粘合剂或表面活性剂来维持石墨烯的稳定性和可印刷性。但这些添加剂存在代价：它们会稀释活性材料，并可能降低最终器件的电学和热学性能。

本研究对石墨烯常用原子间势能的断裂响应进行了比较分析。结果表明，不同势能选择会导致断裂强度与裂纹扩展机制出现显著差异，凸显原子尺度断裂模拟中精确选择势能的必要性。本研究揭示了现有势能的局限性，为开发更精确、更具普适性的石墨烯断裂建模势能提供了指导方向。

这一发现不仅深化了团队对BLG在量子霍尔效应中的应用认识，也为未来研究奠定了重要的实验基础，推动了量子物理学和拓扑量子计算的发展。

该研究成果直接应用于ISO/TS 21356-2国际标准，该标准目前正在印刷中，预计将于2026年发布。“这项工作基于英国国家物理实验室与曼彻斯特大学合作开发的《石墨烯结构表征良好实践指南145》，该指南是NPL下载量最高的指南之一。”NPL表面技术组首席科学家兼先进材料战略负责人Andrew Pollard博士指出。

该研究首先通过动力学分析和同位素效应，直接证明了石墨烯在电化学电势下的质子渗透主要源于量子隧穿效应，而非通过缺陷的经典热扩散。利用这一机理，研究团队开发了一种使用质子导体Nafion作为支撑层的电化学剥离技术，仅需10秒即可完成石墨烯剥离，且铜基底可重复用于CVD生长，克服了传统化学蚀刻法耗时数小时、消耗基底的限制。

该传感器采用双层异质结构，由聚乙二醇（PEO）-石墨烯基热敏墨水层与裂纹型聚乳酸（PLA）层构成。墨水层在低温区间（30–40 °C）展现卓越温度响应能力，实现高达5.1% °C–1的高灵敏度；而开裂的PLA层通过热弯曲与隧道效应协同作用，在高温区间（40–70 °C）高效运作，灵敏度达0.146% °C–1。集成于系统中时，该传感器能快速响应突发性温度骤升，仅需11.27秒即可触发安全警报。