许震

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。

这一工作阐明了二维大分子组装材料的“尺寸困境”的结构与形成起源，回答了以往研究中对尺寸效应的矛盾认识，同时也开启了对二维大分子材料中褶皱构象与凝聚结构进行精确分析的新思路。

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）、刘英军副研究员（共同通讯）团队，利用氯化铜作为掺杂剂，实现了低密度、高柔性、耐高温、高导电掺杂石墨烯膜材料的制备。相比于纯石墨烯膜，其载流子浓度、载流子迁移率均有所提高，比导电率超过大部分金属。此外，掺杂石墨烯膜具有极高的电磁屏蔽效能，在高低温、腐蚀性等极端环境中都可稳定使用。

浙江大学高分子系许震研究员以氧化石墨烯膜的制备过程为实验模型，发现了尺寸效应由二维片的褶皱特征决定，提出了二维大分子溶液干燥过程中的“趋肤皮层褶皱”是尺寸困境的形成原因，发现了皮层褶皱遵循薄板屈曲的变形机制；同时利用“插层塑化拉伸”方法进行了褶皱重整，消除了反尺寸效应，明确了氧化石墨烯膜材料的“大尺寸带来高强度”的正尺寸效应。这一工作阐明了二维大分子组装材料的“尺寸困境”的结构与形成起源，回答了以往研究中对尺寸效应的矛盾认识，同时也开启了对二维大分子材料中褶皱构象与凝聚结构进行精确分析的新思路。

该工作探索了宏观石墨烯纤维在中红外区域的发光和探测性能，并基于此构建了首套纤维基双向中红外通讯系统。该研究展示了石墨烯宏观材料在中红外光电子器件通讯领域的应用潜力。

2D大分子的出现带来了两个重要的基本问题：(1)对高分子科学领域来说，需要建立对2D大分子的行为及凝聚态深入的理解，理清新的2D拓扑维度与传统线性大分子的普遍性以及自身的特异性； (2)从二维材料的应用来看，需要一种普适系统的方法来指导其材料的精确制造，以期实现颠覆性的性能突破。

浙江大学高分子系许震研究员联合清华大学徐志平教授团队以单层氧化石墨烯为实验模型，采用毛细管流变学方法测定了二维大分子在良溶剂中构象-尺寸的标度关系。

浙江大学高分子系高超教授、许震研究员、刘英军副研究员团队揭示了二维氧化石墨烯片层的溶致塑性，提出了“溶致塑化发泡”的方法实现了石墨烯气凝胶的大规模连续化与高精度微型化制备，可比拟聚合物泡沫的“热塑发泡”制备方法。同时，“溶塑发泡”的石墨烯气凝胶具有与聚合物泡沫同样优异的机械稳定性。团队与浙江大学体育系彭玉鑫研究员合作，开发了超灵敏的石墨烯气凝胶微阵列触觉传感器，通过人工智能算法，石墨烯气凝胶手指传感器展现了超出人手的触觉灵敏度。