科研进展

本研究为开发用于电磁干扰屏蔽和微波吸收的轻型和高强度材料提供了一种新策略，显示了其在航空航天、微电子和能量转换应用方面的巨大潜力。

本文将电池材料Ag纳米粒子嵌入由石墨烯组成的胶囊结构单元中，并构建用于CDI的独立复合电极。这些Ag纳米颗粒被限制在相互连接的石墨烯胶囊中，既可以被电解质有效地接触，又可以被胶囊网络合理地保护，这极大地释放了它们作为海水淡化材料的潜力。

本研究中，TiO2@还原氧化石墨烯 (rGO) 复合材料通过水热法合成，其中具有高电导率的rGO促进了TiO2光电子–空穴对的分离，从而提高了光催化产生活性氧 (ROS) 的效率。随后，TiO2@rGO复合材料被引入到聚乳酸 (PLLA) 中，通过选择性激光烧结制备具有光催化抗菌功能的骨支架。

通过利用GO与工程细菌之间的电荷排斥作用，研究人员成功诱导液晶结构的形成，并在聚醚砜膜表面实现了逐层自组装。这种二维仿生膜通过施加层间压力将细菌压平，去除层间水分，最终形成致密结构。这种压缩效应不仅减少了功能基团之间的距离，还通过氢键作用构建了一个强大的氢键网络，大幅度提升了膜的机械性能（拉伸强度提高了12.42倍）。更重要的是，压缩过程保持了细菌表面超铀结合蛋白（SUP）的活性，使其能够选择性地与铀酸根离子（UO₂²⁺）结合，实现了对铀离子的高效筛选与捕获。

研究团队通过多层设计增加相互作用长度，通过电控门极控制载流子密度，并使用金属超表面基底调制THz场的空间分布。并且，特别研究了使用台式高场THz源的三次谐波生成，测量到的三次谐波生成增强因子超过30，并提出了能够实现两个数量级增加的架构。这些发现证明了基于石墨烯结构在推进太赫兹频率转换技术用于信号处理和无线通信方面的潜力。

本文提出了一种非对称结构的石墨烯材料——长程有序的石墨烯结构和玫瑰花状的石墨烯结构，分别用于高导热和热辐射。对于作为导热层的石墨烯薄膜，3000℃下的高温处理工艺保证了较高的石墨化度，密度的增加有利于声子的有序传递，保证了较高的热导率。另一方面，作为热辐射层，1000°C处理后的玫瑰花状石墨烯结构可以有效地捕获入射红外，使其多次反射直至完全吸收。因此，通过形貌以及结构设计，该石墨烯复合材料在较宽的波长范围（2.5~18 µm）内表现出超出1000 W m-1 K-1的高热导率和0.99的类黑体红外发射率。

本文提出了一种灵活的封装策略来制备阳极/阴极电极，并设计了一种阵列电解槽，用于通过电化学剥离法按比例连续安全地生产石墨烯。

本研究成功开发了一种基于 carbaporphyrin 的精确金属掺杂纳米石墨烯的新方法。通过在纳米石墨烯骨架中引入 carbaporphyrin 单元，实现了对 Cu(III)、Ag(III) 和 Au(III) 等金属离子的精确配位，形成了一系列具有独特电子结构和光学性质的金属配合物。这一方法不仅为纳米石墨烯的金属掺杂提供了新的思路，也为设计和合成具有特定功能的纳米石墨烯材料提供了重要的理论和实验依据。未来，研究人员可以进一步探索其他金属离子与纳米石墨烯的配位化学，开发更多具有优异性能的纳米石墨烯材料，推动其在纳米电子学、光电子学和自旋电子学等领域的应用。