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中国学者发现质子辅助生长超平整石墨烯薄膜

1月9日，南京大学物理学院高力波教授团队领衔的研究团队，以“质子辅助生长超平整石墨烯薄膜”为题，在《自然》杂志上发表了将质子辅助生长用于高质量石墨烯制备的研究成果。这项工作，不仅探索出了一种可控生长超平整石墨烯薄膜的方法，更为重要的是，该团队还发现了这种生长方法的内在机制，即质子辅助，这种方法有望推广到柔性电子学、高频晶体管等更多重要的研究领域。

a：质子渗透和氢去耦合模型；b：普通CVD方法生长的有褶皱石墨烯；c：氢气等离子体处理过后的同位置褶皱变化；d：质子辅助生长的超平滑石墨烯薄膜。

莱斯大学科学家研发新技术 将垃圾变成石墨烯

莱斯大学的科学家推出了一种新工艺，该工艺可以将几乎所有碳源大量转化成有价值的石墨烯薄片。该团队表示，该过程既快速又便宜，被称为“闪蒸石墨烯”。该技术可以将一吨煤，废食品或塑料转化为石墨烯，而成本仅为其他石墨烯生产方法的一小部分。该团队已经测试了由塑料和混凝土制成的复合材料，并用其“闪蒸石墨烯”增强了这种复合材料，事实证明后者特别有前途。

中国科学家在单层石墨烯力学性质研究中取得进展

中国研究人员在英国《自然•通讯》上发表报告说，他们借助新开发的技术，实现了对单层石墨烯的定量拉伸测试。相关结果和实验技术有助建立这种“超级材料”的真实力学性能标准，推动这种高性能材料更好地应用在不同领域，比如制造出更好的飞机、高铁轻量化部件以及更强韧的柔性触摸屏等。

石墨烯气体通透极限的最新研究成果

3月11日，Nature (《自然》)在线发表了武汉大学物理科学与技术学院袁声军教授与国内外研究团队关于石墨烯气体通透极限的最新研究成果。论文题为“Limits on gas impermeability of graphene”，袁声军和曼切斯特大学教授、诺奖得主安德烈•海姆（Prof. Sir Andre Geim）为共同通讯作者。

安德烈•海姆领衔的实验团队和袁声军的理论团队合作，通过实验与理论计算证实了无缺陷石墨烯的不可透过性，拓展了不可透过性的极限，并揭示了氢气在石墨烯中的异常透过性机理。研究使用无缺陷单层石墨烯密封的小型单晶容器为实验装置，发现石墨烯对多数气体确实具有不可透过性，其检测精度比之前的实验提高了8-9个数量级。在这样超高的检出条件下可探测每小时只有几个氦原子的通量。并且对几乎所有其他气体（氖气，氮气，氧气，氩气，和氙气），这一行为均表现一致，只有氢气除外。

这项研究为二维材料的气体通透极限提供了重要的实验数据和理论解释，也为石墨烯的研究指明了新的方向。这样的基础研究，往往都将开辟一个全新的领域。

Small：高导热柔性三维可折叠石墨烯复合膜

加拿大滑铁卢大学的陈忠伟教授与湖南大学陈小华教授课题组通过构建3D互穿石墨烯通道，制备了在面内方向和厚度方向均具有高热导率的柔性可折叠碳膜。以超细高分子纤维为骨架，氧化石墨烯作为成膜物质，通过相互之间的键合作用，同时借助高温处理，形成3D互连的微铰链状结构，石墨烯互穿于纤维表面获得连续的一体化全碳复合薄膜。

石墨烯基电化学电容器储能研究取得进展

中国科学院金属研究所与英国伦敦大学学院合作，在《自然-能源》(Nature Energy) 在线发表题为《可调层间距、高效孔利用石墨烯薄膜的电化学电容储能研究》（Tuning the interlayer spacing of graphene laminate films for efficient pore-utilization towards compact capacitive energy storage）的研究论文。

图1. 片层间距可调节的复合石墨烯薄膜的制备过程

研究人员制备了不同比例的氧化石墨烯和热膨胀还原石墨烯的混合溶液，经过真空抽滤，得到片层间距可调节的复合石墨烯基薄膜。通过调控片层间距，实现了优化整个电极材料孔隙率的效果。当电极材料的孔隙尺寸与电解液的离子尺寸相匹配时，孔隙的空间利用达到了最优化，从而极大化了体积能量密度。在此基础上，科研人员设计了全固态柔性电化学电容器，石墨烯薄膜电极材料本身良好的弯折性能，保证了整个器件的柔性，并进一步发展了智能器件，通过根据实际需求改变电路连接方式，实现了不同的输出效果。

科学家为大面积缺陷型石墨烯的应用打开新思路

从河北大学获悉，该校闫小兵课题组通过电子能量损失谱和第一性原理计算，首次在忆阻器中证实了碳导电细丝的存在，并通过电场调控实现了仿生神经突触功能。该研究为大面积缺陷型石墨烯的应用打开了新思路。相关成果发表于国际期刊Materials Horizons。

在本研究中，课题组对石墨烯层中碳原子的缺陷能进行了阐述，突破了石墨烯缺陷在电子器件中应用的局限性，创造性地设计了一种基于碳导电丝机制的忆阻器。首次提出用碳原子扩散动力学模拟生物突触内钙离子的动力学。并且获得了高开关稳定性和低功耗的神经形态忆阻器。通过电子能量损失谱实验数据和第一性原理计算，证明了由碳原子组成的细丝的形成以及碳原子在AlN膜中的扩散可能性。该研究为碳导电丝基忆阻器的发展及其在神经形态忆阻器中的应用提供了参考。

南京大学在石墨烯三维网络块体材料研究中获得重大进展

南京大学现代工程与应用科学学院王学斌教授课题组报道了一种锌诱导的分层碳化法，可以在低成本下高效制备优质的三维石墨烯块体材料，其产品称之为锌诱导三维石墨烯ZnG。锌法三维石墨烯产品ZnG具有高比表面积、优异热稳定性、在空气中和在电解液中出色的电导率。该工作还演示了ZnG用作双电层型超级电容器的电极，实现了卓越的能量密度、功率密度、循环寿命。

图1. 三维石墨烯ZnG的合成方法、结构、形态和拉曼光谱分析。a-c) 合成过程及光学照片；d-g) SEM、STEM、TEM图片；h)单个泡孔孔壁——石墨烯膜的HRTEM图；i) 拉曼光谱。

信息来源：科技日报、光明日报、环球网、新华网、新闻网、materials views china、金属研究所、中国科学报、南京大学

（中国粉体网编辑整理/三昧）

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