科研进展

利用氧化石墨烯（GO）在流场中取向排列的行为和其凝胶化的能力，继承和复制了水热釜中的流场行为，实现了对水热釜“黑匣子”从不可见到可见的突破。该项研究增进了人们对水热过程中流体传热和传质行为的理解，对纳米材料的水热合成具有重要的指导意义。

首先，将浓硫酸预掺杂到石墨箔中，促进石墨箔均匀膨胀，将其转化为准单层石墨烯结构。随后，在还原性/氧化性电解质中进行后剥离会同时触发剥离和氧化过程，从而产生分散良好的石墨烯纳米片，其氧化程度可在数分钟内量化。综合表征研究证实了剥离氧化石墨烯的不同氧化程度，跨越了通过施陶登迈尔、霍夫曼和胡默斯方法获得的传统氧化程度。此外，我们还评估了该方法的可扩展性以及剥离氧化石墨烯纳米片的溶液可加工性，证明可以连续生产公斤级氧化石墨烯，并制造出具有优异机械性能的米长纳米复合薄膜。

有鉴于此，近日，西湖大学李兰研究员团队通过将石墨烯-Al2O3-In2Se3异质结与微环谐振器(MRRs)集成，开发了非易失性电-光响应。在这种紧凑的器件中，石墨烯的光学吸收系数被α-In2Se3中的面外铁电极化大大调节，从而在MRRs中实现非易失性光传输。这项工作表明，将石墨烯与铁电材料相结合，为开发用于光学神经网络等新兴应用的光子电路中的非易失性器件铺平了道路。

这项研究提出了一种全新的方法，通过水溶液中葡萄糖分子与在石墨烯通道中传播的微波频率依赖性相互作用，以及物理吸附分子引起的石墨烯射频（RF）电导率变化的综合效应，来识别水溶液中的葡萄糖浓度。所设计的葡萄糖传感器由嵌入CPW结构中的石墨烯场效应晶体管通道组成，并在CPW上集成了微流控通道。这种方法使得单个器件能够同时实现宽带微波传感和化学场效应晶体管传感，并生成以散射参数形式呈现的信息丰富的多维数据集。

研究者们成功展示了一种可扩展的、高产量的石墨烯悬空膜制造技术，适用于大面积和工业级应用。通过神经网络自动评估产量，以及将这些技术应用于基于石墨烯的NEMS压力传感器，证明了该技术的实用性和有效性。

本文研究了基于双层石墨烯的超陡坡度低温场效应晶体管（FETs），这些FETs在0.1 K时显示出低至250 μV/dec的逆亚阈值斜率，接近玻尔兹曼极限。这一成果表明，在没有体材料界面的范德瓦尔斯异质结构中有效抑制了能带尾部效应，从而在低温下实现了优越的器件性能。

复合材料主要的电磁屏蔽的机制为：1）银颗粒在LIG 上的负载为复合材料提供了较大的载流子密度，从而获得的高电导率提高了对电磁波的电导损耗；2）纳米尺寸银颗粒的均匀分布和 LIG 的微米/纳米多孔结构增强了材料对电磁波的极化损耗；3） 3D 多孔的 Ag/LIG 骨架可以使得电磁波进入材料内部并发生多次反射而耗散。

该研究利用计算均质化方法建立了环氧树脂/石墨烯纳米片复合材料的宏观刚度模型，并通过实验验证了其准确性。该模型可以预测不同 GNP 含量下纳米复合材料的刚度变化，并揭示纳米复合材料的弹性各向异性特征。该研究成果为石墨烯增强聚合物纳米复合材料的设计和应用提供了理论指导。