许震

通过设计分子相互作用提出了一种全新的层间缠结调控策略，突破了仿贝壳石墨烯基复合纤维韧性和强度的极限。在对缠结网络的调控中，指出材料机械性能的两个增强趋势：（1）引入氢键，形成额外的动态凝聚缠结点，增强层间缠结网络，促进载荷的有效传递和应力的平均分布，实现了石墨烯基仿贝壳材料更高的强度和韧性的组合。纤维的最高强度能够达到1.58 GPa，韧性52 MJ/m3。（2）同时引入氢键和金属离子配位键，增强层间缠结网络，制备的纤维强度为2.3 GPa，杨氏模量有253 GPa，实现了更高强度和刚度的组合，超过了以往常见层状复材的增强策略。

探究了二维大分子在相分离过程中聚集的热力学机理和动力学特征，提出“随机落叶 Random Falling Leaves”模型描述了二维分子聚集动力学规律。基于传统的Flory溶液理论，揭示了不良溶剂比例控制的氧化石墨烯临界聚沉现象，构建了“随机落叶 Random Falling Leaves” 动力学数学模型，理论推断并实验验证了二维大分子聚集体尺寸与不良溶剂含量呈现指数关系。有趣的是，二维分子微观的聚集动力学过程与日常“无边落木萧萧下”的诗意场景不谋而合，同时符合一种数学规律。

这种近乎固态的塑料膨胀工艺使纺织品中的石墨烯保持了较高的结构有序性和可控密度，并在密度为 0.4gcm-3 时表现出创纪录的高达103MPa的抗拉强度和高达1.06×104S m-1 的导电性。GAF 纺织品具有113MPa的高强度、多种电学和热学功能以及高孔隙率，可作为更多功能材料。塑料膨胀法为制造各种气凝胶纤维纺织品提供了一种通用策略，为其现实应用铺平了道路。

综上所述，与与乙醇插层的GOP相比，插入低聚物使GOP的塑性提高了100%以上，这源于临界层间距离处的活化片材迁移率和GO层之间的强内摩擦。这项工作不仅可以增强对GO组件中塑性性质的理解，还可以指导为未来工业应用的高性能GP的制备。

为此，浙江大学高分子系许震研究员、庞凯博士提出了双曲面结构石墨烯连续网络可作为几何最优的功能填料，用于制备高导电导热复合材料。

在这里，我们利用二维片材无法识别的几何曲率来打破填充系统的效率限制。我们引入双曲曲率概念来调解 2D 平面拓扑和 3D 填充空间之间的不相容性，并通过面对面接触保持有效的导电路径。双曲线石墨烯框架在增强纳米复合材料的导电和导热功能方面表现出创纪录的效率。

本工作通过将聚合物插层进氧化石墨烯（GO）前驱体层间，借由高分子在层间的分子链热运动，实现了整体石墨烯材料的精确热塑加工成型。通过热塑成型，氧化石墨烯复合薄膜可以加工成具有不同高斯曲率的形状，并能在膜表面压印出尺寸精度可达360 nm的浮雕图案。在热处理去除聚合物后，塑性加工形成的材料仍保持了完整的结构以及良好的导电(3.07×105 S m-1)和导热 (745.65 W m-1 K-1) 性能。热塑性加工方法极大地扩展了氧化石墨烯材料和其他层状材料的成型能力，并为更广泛的应用提供了灵活的结构设计基础。

将二维氧化石墨烯片组装成一维纳米纤维的形式是一种拓扑变换过程。冷冻干燥等已被提出用于制备石墨烯纳米微粒和纳米管，但其长度低于1 cm。静电纺丝作为一种先进的纳米纤维纺丝方法，虽然可以制备石墨烯含量低于5%的聚合物基复合纳米纤维，但过量的聚合物基体在热退火后会降低功能，甚至产生不连续的纤维或粉末。反之，氧化石墨烯含量的增加大大降低了聚合物的粘弹性，从而无法实现静电纺丝。到目前为止，如何连续制备石墨烯纳米纤维仍然是一个挑战。

浙江大学许震、高超教授团队针对石墨烯基材料的3D打印及其在能量转储装置中的应用的最新研究进展进行了系统性的分析和概况。重点介绍了制备可打印的石墨烯基墨水的基本性能要求和理论分析，以及现有文献中可行的GO油墨制备策略；并就3D打印石墨烯材料的在能量转储领域的代表性应用，如电池，超级电容器，太阳能蒸汽发电机，和对电热转换等进行了评述。

浙江大学高分子系高超教授（共同通讯）、许震研究员（共同通讯）团队选取氧化石墨烯为实验模型，揭示了二维氧化石墨烯近固态的弹塑性转变特征，总结了二维材料的塑性行为，提出了以氧化石墨烯为代表的二维材料的精密塑化再加工策略，实现了宏观组装材料表面立体结构的精细构筑，拓展了二维宏观材料的应用前景。

浙江大学高超、许震团队报告了一种由溶剂插层诱导的近固态塑性二维纳米片，并实现了亚微米尺寸的塑性制造。溶剂插层所激活的层间滑动赋予了水塑性GO纸（Hp-GOPs）整体和局部塑性变形能力，其极限拉伸应变增加了500%。微模压策略可以获得组件的精细结构，包括折纸、压花和周期性阵列，还能调节其性能，包括表面亲水性、离子传输和光吸收。