科研进展

本研究通过原位封装材料体系和创新的器件设计，实现了兼具高性能晶体管功能和一维强关联量子系统的石墨烯纳米带器件。这一成果不仅验证了石墨烯纳米带可用于构建高性能电子器件，还为研究一维量子输运和关联物理提供了理想材料体系。未来，通过进一步优化封装技术和接触界面，有望在量子计算和低功耗电子器件中发挥更大潜力。

研究开发了一种非侵入式防水石墨烯电生理传感器，可在盐水环境中检测多种生理信号，从而克服现有水下监测技术的局限性。通过采用原子级薄的石墨烯界面和简单的防水涂层方法，我们实现了在皮肤表面采集心电图（ECG）、肌电图（EMG）和皮肤电活动（EDA）信号。

得益于VG和CNT产生的广泛褶皱、折叠和桥接微结构，以及PDMS的协同作用，所得VG/CNT/PDMS复合薄膜展现出卓越的应变传感性能，包括宽广的传感范围（拉伸性可达~100%）、高灵敏度（量程因子可达1332.5）、 优异的线性度（R² = 0.98）、快速响应（29 ms）、超低检测限（0.1%）以及卓越的稳定性（经过1000次应变释放循环后性能无显著衰减）。除应变传感外，VG/CNT/PDMS复合薄膜还展现出卓越的多功能特性，包括疏水表面（接触角为108°）和优异的焦耳加热能力（在15V电压下2分钟内可达到110.4°C）。

有效吸附水分的材料的重要特征是水与吸附表面之间形成强氢键，而氧化石墨烯和钙离子均具备这一特性。氢键越强，材料的吸水能力越强。在钙插层的氧化石墨烯中，钙与氧的协同作用促进了水吸附的非凡效果。研究团队还对材料进行了另一项设计改进以增强其吸水能力——他们将钙掺杂石墨烯氧化物制成气凝胶，这是已知最轻的固体材料之一。

该研究揭示了芳纶前驱体在石墨膜制备中的独特优势，证明了氮掺杂与低氧含量前驱体可提升石墨膜结晶质量和双向导热特性，其双向导热性能突破可为5G芯片、功率半导体等高功率器件热管理提供关键材料和技术支撑。

创新性地采用硅烷偶联剂APTES在铝基表面构筑强粘接界面，使涂层在保持0.93超高红外发射率的同时，实现10.6 MPa的界面结合强度（较未处理基体提升273%）。实验表明，当改性石墨烯添加量为4 wt%时，涂层使铝散热器平衡温度降低14.2°C，散热效率提升至24.15%，且经得起剧烈温差冲击。这项工作首次在分子尺度协同优化了辐射性能与界面可靠性，为下一代航天热管理系统提供了兼具轻量化、高散热与长寿命的涂层技术。

研究人员巧妙地利用氧化石墨烯（GO）来针对性地修复石墨泡沫（GF）的微裂纹。通过吸附GO，使其精准附着于GF骨架的裂纹处，借助氢键和毛细管力实现修复。在石墨化过程中，GO片层不仅作为模板诱导石墨晶粒有序排列，还提升了石墨化度至98.5%。

山东大学刘宏、刘超与济南大学王树萍、任娜等研究人员把石墨烯（Gr）掺入聚（L – 乳酸）（PLLA）中，借助静电纺丝技术开发出了PLLA/Gr压电纳米纤维支架。该纳米纤维支架具备出色的压电性能和生物相容性，无需生长因子辅助，加速骨髓间充质干细胞的成骨分化。在体内实验中，PLLA/Gr 纳米纤维支架展现出组织相容性，有效的加速了骨缺损的修复。此项研究凸显了自供电压电纳米纤维支架作为修复复杂骨缺损的有潜力的治疗平台的价值。

本研究报道了一种基于微流控技术的湿法纺丝方法，用于制备具有0D-1D-2D分级结构的聚苯胺纳米线修饰的MXene量子点/石墨烯复合纤维（PANI@MQDs/GF）。PANI@MQDs/GFs的多组分有效结合、纳米尺度上的强协同效应以及0D-1D-2D分级结构，不仅缓解了石墨烯纳米片的重新堆叠，还增强了界面电荷转移，提供了更多可及的位点和离子动力迁移与积累的快速路径，从而实现了优异的结构稳定性和电化学性能。

金万勤教授详细阐释了限域传质分离膜的精密构筑策略，重点分享了团队在二维材料分离膜、金属框架分离膜、有机-无机复合膜等方向取得的前沿成果。金万勤教授的报告不仅展现了中国科学家在分离膜领域的国际引领力，其“理论-材料-装备-工程”全链条创新模式，更为破解能源与环境重大挑战提供了范式参考。在交流环节，青年骨干教师与博士生就“分离膜的限域传质”、“二维膜规模化制备”等前沿问题与金万勤教授展开热烈讨论，取得了良好的效果。