清华大学

韧劲或如松、或如竹，反复试炼的钢铁与张如范研究碳纳米管的决心相比，却稍显逊色。碳纳米材料作为潜力巨大的下一代超级材料，是未来超强材料和碳基半导体的核心，可用于制造航空天梯等许多目前世界还不存在的产品，有着广泛的应用前景。让我们一同期待，在碳纳米材料强力支撑下，未来太空探索“基建工程”这一逐梦之旅的开启。

该工作报道由自由基偶联反应合成的具有高自旋浓度的石墨烯带作为自旋催化反应的催化剂，通过利用电子自旋共振谱（ESR）详细研究碳催化剂的电子自旋催化机理。

在学术研究和化学工业中，大多数催化剂主要利用过渡金属中未配对的d电子进行化学吸附和反应。然而，许多金属的储量有限，因此，人们更加关注非金属替代品的开发。近日，清华大学Cao Huaqiang使用自由基偶联法合成了石墨烯带，并对其自旋催化反应的电子自旋共振光谱动力学进行了研究。

他们将二维石墨烯材料代替传统的金属电阻加热器，大幅提升了原位加热芯片的性能。该加热芯片可在26.31 ms内加热至800 ℃，功耗仅为0.025 mW/1000 μm2。同时，在加热至650℃时，芯片因加热产生的形变仅约为50 nm，相比传统的金属加热芯片，该形变降低了约两个数量级，有效解决了在加热过程中芯片观察窗口因受热形变引发的失焦问题。

报道了新型超平整石墨烯电镜载网，破解了高分辨冷冻电镜表征中均匀薄冰的制备难题。该工作表明，超平整石墨烯/均匀薄冰支撑膜能显著提升冷冻电镜成像质量和效率，实现多种小蛋白（分子量小于70 kDa）的高分辨三维重构。

该研究合成了多种带有不同电荷性质基团（如氨基和磺酸根）的重氮盐分子，并利用这些重氮盐分子对CVD生长的石墨烯膜进行功能化修饰，进而获得带有不同电荷性质的石墨烯支撑膜。他们利用石蜡作为转移介质，将石墨烯支撑膜洁净转移到电镜载网上，用以冷冻电镜样品制备。

石墨烯载网表现出三大优势：一是由于石墨烯薄到几乎透明，所以不管对于何种样品，石墨烯载网都会提供很好的支撑，并让样品保持非常高的自然状态；二是对于生物样品来说，石墨烯载网可以有效地避免生物大分子接触气液界面，从而使样品保持自然状态。三是石墨烯载网可以提高样品制备的成功率，虽然电子显微镜还是同样的电子显微镜，但由于石墨烯载网具有更低的背景噪音以及电子束诱导的样品漂移，让样品呈现更均匀分布等优势，有效提高了样品制备过程的可重复性，通过缩短样品制备过程中每个步骤的时间，石墨烯载网的应用大大提高了结构解析的效率。