科研进展

本文的重要启示在于：GO在水泥基材料中的有效利用，并非单纯追求片层分散越稳定越好，而是要在分散稳定性、活性位点暴露和水泥水化动力学之间建立协同关系。KG10代表“高分散、强包覆”状态，可体现WK对GO团聚的抑制能力；KG1则体现出更优分散-水化平衡，能够在避免严重团聚的同时保留GO成核促进作用。

石墨烯自修复微胶囊修复路面裂缝的核心思路，是在路面材料(沥青结合料或水泥混凝土基体)制备过程中预先分散数以万计的石墨烯/聚合物复合微胶囊。微胶囊直径设计为30—150微米，内部包裹自主研发的沥青再生剂、慢反应型固化剂或有机硅类裂缝填充修复液。

该工作创新性地提出了多流组装策略，受墨鱼骨仿生启发，构筑了层壁架构3D石墨烯超材料，成功将硬碳的机械稳健性与软碳的弹性变形能力集成于一体。

研究团队提出了一种新型复合膜设计思路。他们将原子级超薄纳米片与纳米限域磷酸相结合，构建出多通道质子传输结构。其中，石墨烯与氮化硼构成的纳米片提供了连续而稳定的传输骨架，而被限制在微纳空间中的磷酸则充当高效“质子中转介质”，使质子能够通过类似“接力跳跃”的方式在材料内部快速移动，从而在无水条件下仍保持高效传导能力。

该研究系统探究了非共价相互作用驱动的石墨烯稳定分散策略，深入揭示了不同表面活性剂/聚合物与石墨烯的界面作用机制，建立了分散稳定性与分子结构之间的构效关系，并基于稳定石墨烯分散液成功制备了高性能石墨烯纤维。

这种传感器由电信号驱动，装置易于小型化和低成本化，同样有望应用于医疗机构及家庭中的病毒检测等场景。研究团队未来将进一步拓展该传感器的应用范围，致力于确立不仅能检测唾液等液体样本，还可对悬浮于空气中的气溶胶状态的病毒进行实时直接检测的技术。

在复合膜中，PEI修饰的石墨烯纳米片上的-NH₂基团与PFSA基体中的-SO₃H基团成功形成酸碱对，从而产生高效的质子跳跃位点。由于存在良好建立的质子传导位点，石墨烯/PFSA-15 wt%复合膜在80 °C充分加湿环境下的质子电导率测得约为208 mS cm⁻¹。纳米填料与聚合物基体之间的离子相互作用降低了膜的溶胀，增强了其尺寸稳定性。此外，具有最高纳米片负载量的复合膜在室温下的甲醇通量显著低于重铸PFSA膜。高质子电导率、低燃料渗透以及优异的尺寸稳定性协同作用，共同促成了复合膜更高的电池性能。

本研究成功发展了一种简洁的溶液相合成方法，实现了原子级精准的稠合双PdII碳杂卟啉嵌入石墨烯纳米带片段的合成，同时为发展兼具结构精准性与功能可调性的新型NIR-II光热材料提供了新思路。后续课题组将继续设计合成尺寸更长，结构精准的碳杂卟啉-石墨烯纳米带结构，并且拓展其潜在应用。

该研究提出了微流控辅助湿法纺丝技术，精确制备了高度取向且多孔的MXene纤维，并通过原位生长法在MXene纤维表面均匀沉积MnO₂纳米颗粒，构建了MXene/MnO₂复合纤维正极，同时制备了rGO/MXene复合纤维负极，组装了高性能柔性锌离子混合超级电容器。