清华大学

该研究构筑了转角连续变化的扭转双层石墨烯结构，通过摩擦力显微镜的表征发现，侧向力调制幅值与摩擦耗散均随扭转角度呈现非单调变化。侧向力幅值在约 3.0° 处达到峰值，验证了此前基于几何相互作用的理论预测。不同的是，摩擦耗散在更小的扭转角（约 1.2°）处达到极值。借助原子模拟，研究揭示了这种独特的非单调摩擦行为源于面内局域刚度与原子级重构之间的竞争，二者共同影响摩尔超晶格尺度非稳态滑移的发生。

受蜘蛛纤毛启发，北京交通大学邓涛，清华大学田禾等人基于应力诱导自组装技术制备出具有优异性能与耐高温特性的三维(3D)纤毛状单层石墨烯全向振动传感器(CGVT)。进一步通过一维卷积神经网络(1DCNN)全向解耦算法对三维振动矢量解码，实现振动方向的精准识别。三维仿生振动感知系统通过金线键合工艺将蜘蛛网结构引入仿生纤毛结构MEMS芯片，复现了蜘蛛通过振动实现目标识别与分类的生物物理机制。尤为关键的是，这些器件采用硅基半导体工艺与MEMS制备技术制造，使单体尺寸较传统器件显著缩小。

本研究提出了一种“脉冲焦耳热诱导渗碳”（PJHIC）的非平衡合成策略。该策略利用快速电热冲击（>1300°C，>300°C/s加热速率）在金属基底（镍、钴）中创造瞬态非平衡状态，极大地加速了碳原子的体扩散与析出过程。研究发现，利用快速降温驱动的碳强制析出过程，可实现高达4.5 μm/s的瞬时碳输运速率，从而在61秒内实现了厚度达730 nm的石墨薄膜的垂直生长，速率较传统方法提升了一个数量级。

该结构赋予材料双重功能：作为超级电容器电极时，其在1 A·g⁻¹电流密度下展现出131 F·g⁻¹的高比电容，并具有卓越的循环稳定性（100,000次循环后容量保持率达94%）； 作为氨气传感器，其在0.1-50 ppm范围内展现高灵敏度，响应/恢复时间达17/26秒（10 ppm浓度），并对干扰气体具有优异选择性。

本研究通过心形微通道结构，实现了石墨烯氧化物的快速可控合成。其关键创新包括：（1）心形分叉-重组结构增强了局部剪切和扰动，促进传热与混合；（2）结合 DPM、DEM 与 RMD，实现从流体场到原子反应机制的跨尺度揭示；（3）反应时间仅 0.5 小时，远短于传统方法，且氧化程度可在 O/C=0.21–0.44 范围内调控，XPS 数据与模拟结果趋势一致，验证了理论模型的可靠性。

研究团队提出了基于石墨烯保护的铠甲催化策略，该系统克服了传统催化活性-稳定性之间的权衡效应，实现了催化氧化与分子分离的同步进行。研究中的CuNW@rGO铠甲催化膜兼具电化学膜与铠甲催化的双重功能。这一创新设计通过施加电位在膜表面加速电化学反应，同时借助其坚固的铠甲结构保护催化活性位点

使用聚二甲基硅氧烷（PDMS）作为柔性基底，石墨烯作为敏感材料，通过微压印技术制造仿生微结构表面。通过实验测试了三种组合模式传感器（S-S、C-C、C-S）的性能，重点评估了灵敏度、工作范围、稳定性和动态响应等关键指标。灵敏度定义为传感器相对电阻变化与所施压力的比值。

研究，使用多孔石墨烯（PG）和氧化石墨烯（GO）纳米片制备成膜，具有智能、依赖溶剂的分子筛分特性。在GO膜中引入PG后，当该膜用于不同溶剂（例如水和甲醇）时，其分子传输和筛分性能会发生可逆切换。该膜对水和甲醇的渗透率分别为45.52 L m-2 h-1 bar-1和13.56 L m-2 h-1 bar-1，并且它能让在水中被截留的较大分子（分子量（MW）>319 g mol-1）在甲醇中通过该膜。