浙江大学

浙江大学、北京科技大学、青岛大学等研究团队提出了一种分子设计接合界面工程方法，通过在褶皱石墨烯纤维表面接枝精选的硅烷基分子系链，使其与环氧树脂网络形成共价桥接，从而有效解决石墨烯纤维与聚合物树脂的界面结合难题。

该图展示了从甘蔗渣原料到最终产品的完整串联工艺路线。主要包括两个核心步骤：首先，生物质在GVL/CoCl₂催化体系中进行水热反应，生产糠醛并得到结构优化的固体残渣；随后，该残渣经过闪蒸焦耳加热处理，被快速转化为石墨烯。该示意图清晰体现了工艺的集成性与“零废弃”目标，即将水热残渣作为有价值的前体进行升级利用，实现了生物质全组分的价值链延伸。

研究开发了一种流体驱动湿法纺丝策略，用于制备碳纳米管（CNT）桥接的垂直取向氧化石墨烯（rGO）/MXene纤维（CNT-VA-GMFs）。

研究通过电纺丝和后续无电镀工艺，制备出纳米级超薄铜包覆石墨烯同轴纳米纤维织物（GNF@tCu），旨在协同发挥碳基材料与金属的互补优势。这种由核壳纳米纤维组成的织物具有出色的柔韧性、低密度（0.53 g/cm3）和高导电性（3 × 104 S/m）。

分子动力学模拟表明，Cu中间层通过减少声子散射和激发低频声子来增强石墨烯的平面热导率，并且石墨烯-Cu界面处的界面热导率也更高。该研究提供了一种制备具有优异热管理能力的石墨烯基复合材料的方法。

研究人员通过多尺度、多机制的理论框架，深入探讨了石墨烯组装体在实际条件下的电导率极限。该研究不仅阐明了宏观电传输的关键因素，还预测了相对于石墨的实际性能极限，并提出了通过化学还原、高温石墨化和优先选择大片层来提高电导率的策略，同时强调了在基本结构单元水平上进行进一步实验表征的必要性。

经过近十五年的持续思考和探索，浙江大学高分子系高超教授团队最新工作提出“分域剪切多流场”方法，在氧化石墨烯凝胶纤维中实现微纤亚单元的液晶织构，当纤维凝固干燥时，氧化石墨烯分子在每个微纤单元内限域折叠。区别于传统氧化石墨烯分子在纤维结构中的无序折叠和堆积，微纤限域具有折叠细晶特点，大幅减少并减小了石墨烯间的微孔缺陷，形态由扁平粗孔变为针状细孔。在25℃室温催化还原下，限域折叠的石墨烯纤维表现出优异的拉伸强度（5.19GPa）和模量（529GPa），导热率、导电率分别达到232W/mK和120S/cm，同时具有92%的碳含量，实现了室温制备高性能石墨烯基碳纤维。

拉曼光谱与有限元分析揭示了其润滑机制：石墨烯通过分散摩擦过程中产生的剪切应力延缓基底磨损，直至自身失效后基底才发生直接摩擦。这一机制在脆性材料表面可减少因应力集中导致的突然断裂和磨屑积累，从而延长低摩擦状态的持续时间。此外，研究还发现石墨烯的润滑效果并非依赖完整的六元环结构，即使在产生缺陷或转化为类无定形碳后，仍能在一定程度上发挥作用。

该技术利用可膨胀微球作为发泡剂，聚乙烯醇（PEG）为塑化剂，精确调控泡孔壁厚度（0.5–5.2 μm）和密度（70–145 mg cm⁻³）。所得材料具备超高导电性（8×10⁵ S m⁻¹）、导热性（44.9 W m⁻¹ K⁻¹）和抗疲劳特性（千次压缩后塑性变形仅0.6%）。该方法可扩展至氮化硼、蒙脱土和MXene等二维材料，并兼容块体与3D打印结构，为工业化量产提供了无毒、快速、低成本的路径。

研究中开发了一种基于石墨烯的e-nose传感器阵列，通过多种还原方法（包括气相还原、液相还原和一步液相还原）对金属-有机框架（MOFs）和金属酞菁（MPcs）进行修饰。这些材料通过不同的还原策略与rGO结合，形成具有独特交叉反应响应模式的传感器阵列。