科研进展

研究团队创新提出了光纤集成石墨烯超快电子源，通过将石墨烯集成在光纤端面，利用石墨烯 “冷晶格、热电子”稳定电子发射特性和光纤单模激光稳定激发结构，研发出了高稳定超快电子源。

本研究提出了一种免转移（transfer-free）的氮掺杂石墨烯（N-Gr）薄膜的生长方法，采用低压化学气相沉积（LPCVD）技术，使用吡啶与乙醇的混合物作为前驱体，在4英寸蓝宝石晶圆上直接获得了氮掺杂石墨烯薄膜。其中吡啶为氮/碳源，乙醇的羟基在反应过程中具刻蚀作用，从而提升了石墨烯的品质。此外，探究了氮掺杂类型在反应过程中的演变规律及其对III族氮化物外延生长的影响。本文为氮掺杂石墨烯的直接生长提供了有效策略，并为石墨烯材料用于光电子器件功能层的设计提供了借鉴。

提出了一种利用工业兼容工艺实现GO在橡胶复合材料中选择性分散的方法。通过直接混合NR/GO母粒、预硫化NR颗粒、NR胶和硫化助剂，随后进行热压，可在NR/GO纳米复合材料中生成分离的GO网络。所得异质复合材料展现出优异的力学性能，其拉伸模量较同质复合材料显著提升。值得注意的是，由于分离的GO网络，N₂透过率大幅降低，在GO含量为0.5phr时，相较于同质复合材料降低了44%。

本项工作发展了一种后合成修饰策略，在纳米石墨烯的分子骨架内精确掺杂氧原子。与初始的金属纳米石墨烯HBCP-M相比，氧掺杂后的HBCP-OM结构变得扭曲，电子结构和光物理性质明显不同。该工作证实了金属掺杂纳米石墨烯的基态和激发态特征可以通过操控局部金属配位环境来调节，强调了如何通过金属化和π共轭的变化有效地扰动纳米石墨烯的电子结构。这一新型掺杂策略为开发纳米石墨烯基新型杂化材料提供了新的思路。

所采用的多层石墨烯膜（MGM）体系作为模型电极，其结构的高度可控性为揭示基础机制提供了理想平台，但与现实电极材料在结构复杂性和组分多样性上仍存在差距。如何将当前提出的统一标度方法推广到如活性碳以及电极复合体等工程化电极中，是模型向应用转化过程中的核心挑战。

为避免聚合物污染，首先在TMDC上生长一层HfO2以隔离支撑层PMMA，然后使用液氮削弱TMDC与生长基底之间的范德华力（vdW），导致TMDC从生长基底上分层。这种转移路径不仅可以保护二维TMDC免受PMMA污染，还可以避免样品开裂、起皱等性能下降，从而有效保持TMDC的电子性能。

本研究通过耦合DC/AC电场，实现了单层石墨烯摩擦力的高精度调控。实验与理论模拟表明，垂直共振效应通过能量分散机制将水平滑动能耗散至垂直共振方向，显著提升界面耐久性。该方法突破了单一电场调控摩擦的固有局限，为纳米器件的摩擦控制与能量耗散提供了新策略，同时为理解复杂界面系统的能量传输机制奠定了理论基础。

研究通过定向冻干策略，将还原石墨烯氧化物/细菌纤维素（rGO/BC）气凝胶整合到芳纶蜂窝基底（GCH）的六边形空腔中。该结构利用芳纶框架的卓越压缩强度防止气凝胶结构坍塌，而超轻rGO/BC气凝胶（不同氧化石墨烯（GO）浓度，体积密度<3 kg/m³）在不显著增加质量的情况下赋予多功能性。

研究开发了一种成本低廉、可规模化的单步化学气相沉积（CVD）工艺，将一维双壁碳纳米管（DWNTs）与二维氮掺杂石墨烯纳米片连接，实现了95.4%的高产率。所得的N-DWNTs/石墨烯混合电极展现出高导电性，并在2 A/g时具有697.8 F/g的比电容，在50 A/g时为589 F/g。

我们首次通过低温水溶液还原沉积工艺，成功将纳米级非晶硅沉积到羟基化3D-VG上，制备出具有高倍率性能和长循环寿命的Si/3D-VG多孔硅碳负极材料。其独特的2D-3D分级结构，依托3D-VG框架，将电极在完全锂化过程中的体积膨胀限制在6.3%。此外，长程有序石墨烯相较于非晶多孔碳基底，可将锂离子扩散速率提升一个至两个数量级。