气凝胶

本研究通过多金属协同效应与三维导电网络原位集成，提出了一种提升电极材料综合电化学性能的有效策略。所开发的NiCoCu/GA体系为设计兼具高能量密度与长期循环稳定性的下一代储能器件开辟了前景广阔的途径。

本文系统综述了石墨烯气凝胶的合成方法及其在电化学储能领域的应用进展。制备方面，原位组装、模板法等传统技术持续创新；生物质可持续合成法的开发进一步拓展了石墨烯气凝胶绿色低成本制备路径。应用层面，石墨烯气凝胶凭借其三维多孔导电网络，通过杂原子掺杂、金属氧化物复合及单原子催化剂集成等策略，满足超级电容器、锌空气电池和锂离子电池的多元需求，显著提升电池能量密度与循环稳定性。尽管当前大规模生产与长期稳定性仍是其产业化的瓶颈，但随着结构-活性关系研究的深入及工艺技术的突破，石墨烯气凝胶有望在下一代高性能储能器件中发挥核心作用。

研提出一种多尺度工程策略，用于制造气凝胶-超材料混合体，从而解决宽带宽、低频吸收和高承载能力等关键难题。该吸收体由模拟辅助增材制造的薄壁外壳构成，其内部嵌入石墨烯/纳米纤维素气凝胶，形成高效导电网络并具备丰富异质界面。

本文探讨了不同掺杂方法如何影响石墨烯基气凝胶（GAs）的比表面积、孔径、电导率及稳定性。深入研究了掺杂气凝胶的结构特性如何影响其在超级电容器中的性能表现。最后，本综述重点指出关键挑战，并为未来研究指明潜在方向。

该研究成功开发了自连接Janus型石墨烯气凝胶相变复合材料，通过双层结构设计实现了主动热调控与被动热防护的有机结合。超小孔结构赋予材料高相变材料负载率和优异循环稳定性，自源界面连接技术有效降低了层间热阻，解决了传统复合材料界面结合弱的难题。

本研究开发了一种Janus结构聚乙二醇/还原氧化石墨烯水凝胶三维太阳能蒸发系统，用于高效海水淡化和废水净化，以缓解日益严重的淡水资源短缺与污染问题。

采用SiO2辅助模板法合成了空心硒/锰铁硒化物纳米球（Se/MnFe2Se4），并采用三维多孔石墨烯气凝胶改性，制备Se/MnFe2Se4/rGO复合材料。优化后的Se/MnFe2Se4/rGO样品表现出优异的倍率、容量及循环性能。

通过冷冻干燥不同浓度的GO溶液，在MA海绵内部构建了三维GO网络，该结构优化了复合海绵的声阻抗匹配并延长了声波传播路径。随后通过真空辅助浸渍技术，成功将聚氨酯弹性体引入GO/MA双网络结构。随后采用GOA-5与PU-5设计出集吸声与隔声于一体的复合结构。

研究提出一种可扩展策略，直接构建具有双层结构的超轻（33.1 mg cm⁻³）多功能气凝胶。该气凝胶通过整合FeCo包覆空心微球（FeCo@HM）与还原氧化石墨烯（rGO）网络制备而成。所得材料在多个方面展现出卓越性能：80 wt.% FeCo@HM复合材料的比电磁屏蔽效能（SSE）达3931.5 dB cm² g⁻¹，其中74.8%的屏蔽效果源于吸收作用。

研究首创性地将稀土（RE）改性BaM嵌入分级氧化石墨烯（RGO）气凝胶骨架，通过溶胶-凝胶法与自组装工艺实现精准调控。通过形成镧/钇改性BaM相（纳米尺度）与BaM@RGO框架（微米尺度），巧妙调和了复杂的微波损耗机制，同时实现了卓越的隔热性能。