清华大学

清华大学李春团队换了一个思路：用湿法球磨，让羧甲基纤维素（CMC）在机械力作用下“长”到石墨片表面，给石墨纳米片穿上一层会自己站稳的“高分子外衣”。不氧化、不破坏结构，却得到了浓度高达 170 mg/mL、依然流畅流动的水基分散液；再用这杯“高浓度墨汁”，做出高强导热薄膜和超轻高强气凝胶。

研究团队通过改进的Hummers法在不高于−5 °C的低温下>氧化石墨，合成出由褶叠外壳与结晶内核构成夹心结构的多层表面褶叠氧化石墨烯，并经刮涂与化学还原，将其模块化组装为具有褶皱扣锁层状结构的石墨烯薄膜。该薄膜同时实现2.9 GPa的拉伸强度、84.5 MJ m⁻³的韧性和5%的弹性应变，综合力学性能超越此前报道的各类层状薄膜。跳出追求片层平整的传统思路，在单片层尺度上调控二维片层的空间构象。分子动力学模拟揭示，层间褶皱在拉伸过程中引发力链拓扑的”拉-推”转变，团队据此提出剪切锁定应力传递策略，拓展了经典剪切滞后模型。

碳纳米管、石墨烯等低维材料为器件极致微缩提供新思路，但如何将高质量二维材料完整转移至台阶侧壁、实现规模化器件制备仍是关键难题。现有二维材料转移方案难以兼顾侧壁完整转移与工艺可扩展性，限制了原子‑埃尺度忆阻器的实现；同时小尺寸忆阻器的输运、开关稳定性机制尚不明确，低功耗概率比特硬件也亟需新型易失性器件作为物理载体。

针对电子器件散热用导热膜的性能评估问题，首次提出以“热流因子”（厚度×面内热导率）作为核心评价指标。研究团队通过建立“导热膜-器件”有限元模型，系统研究了石墨导热膜面内热导率与厚度对散热性能的影响机制。

二维异质结为界面导热研究提供了一个独特平台，让我们有机会把原子级界面从不可避免的散热瓶颈，转变为可设计、可测量、可调控、可功能化的热学单元。随着二维电子器件、光电子器件和异质集成技术的发展，界面热流调控有望成为未来纳米热管理和热功能器件的重要基础。

该工作采用反应力场（ReaxFF）分子动力学模拟方法，以多层石墨烯作为研究对象，提出了一种基于共价键分子桥的范德华界面连接策略。研究发现，在多层石墨烯层间引入分子桥进行共价键连接后，体系跨界面热导率可实现超过20倍提升。进一步通过声子热流谱分析，揭示了共价键分子桥在范德华界面中的声子杂化机制：分子桥在界面区域触发了新的声子传输通道（特征频率约50 THz），从而突破了弱范德华层间耦合对跨界面导热的限制。

浙江大学许震长聘副教授与清华大学徐志平教授合作，在GO液晶的两个极限状态中发现了一种新的中间态——受挫细畴液晶（fragmented liquid crystal, FLC）。通过调节GO片层间作用处于排斥与吸引平衡时，大尺度液晶畴受挫细化为接近单片尺寸的局部有序区域。也就是说，体系不再追求大范围一致取向，而是形成许多小尺度、彼此受限的局部有序畴。受挫细畴液晶既保留了尺寸细化至极致的局部取向有序结构，也保持了液晶的流动性，是一种新的液晶受挫过渡状态。

浙江大学许震长聘副教授、明鑫博士与清华大学徐志平教授通过实验与理论合作，揭示了π-π相互作用在GO聚集中的主导作用。该主导机制为GO的分散与稳定提供了一种新的超分子作用视角，为石墨烯材料组装的调控丰富了手段，同时也给石墨烯衍生物以及纳米碳材料表面相互作用提供了新的理解。

该研究面向清洁能源技术对稀土元素（REEs）的巨大需求与传统开采污染严重的矛盾，以植物为媒实现稀土的绿色回收——选取稀土超富集植物乌毛蕨（含铈0.76%）为原料，开发出植物自导电焦耳加热（PSC-FJH）新策略，仅用1.4秒低温（600°C）碳化加上0.4秒高温（2600°C）闪烧，便将”非导电植物”直接转变为高导电的CeO₂-石墨烯电催化剂。