石墨烯材料由于其極佳的物理化學性能，被廣泛應用于鋰離子電池、傳感、儲能材料以及生物醫藥等諸多領域。開發綠色、高效、低成本的新方法，使石墨烯更好地分散在水溶液或其他低沸點有機溶液中，是石墨烯材料領域的重要研究課題。我國作為石墨烯研發的大國，近期石墨烯行業又有那些科技動態發生呢？
清華大學仿生石墨烯(xi)壓力(li)傳感(gan)器研究取得重要(yao)進展

清華大學微(wei)電(dian)子系(xi)任天令教授團隊(dui)在《美(mei)國化學學會·納米(mi)》(ACS Nano)上發(fa)表(biao)了題為(wei)(wei)《仿(fang)生針(zhen)刺隨機(ji)分布結(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)的(de)(de)高(gao)靈敏(min)度和寬(kuan)線(xian)性范(fan)圍(wei)(wei)石墨烯壓力傳感器》)的(de)(de)研究成果，由人體皮膚感知微(wei)結(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)出(chu)發(fa)提(ti)出(chu)相似的(de)(de)仿(fang)生結(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)，通過微(wei)結(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)和分布模式(shi)的(de)(de)結(jie)(jie)合解決了靈敏(min)度和線(xian)性范(fan)圍(wei)(wei)之間的(de)(de)矛盾，為(wei)(wei)力學器件(jian)性能(neng)的(de)(de)綜合提(ti)升提(ti)供了一種全新的(de)(de)思路。該研究成果得到了國家自然(ran)基金重(zhong)點項(xiang)目和科技部項(xiang)目的(de)(de)支持。

上海微系統所水溶性(xing)石墨烯制備研究取(qu)得(de)最新進展

近日，中(zhong)國科學院上(shang)(shang)海微系統與信息(xi)技(ji)(ji)術研(yan)(yan)究所石墨(mo)(mo)烯粉體(ti)材料研(yan)(yan)究團隊丁(ding)古(gu)巧、何(he)朋等科研(yan)(yan)人員，在水(shui)溶(rong)性(xing)(xing)石墨(mo)(mo)烯材料制(zhi)(zhi)(zhi)備方(fang)面取(qu)得進(jin)展：基于創(chuang)新的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)化(hua)(hua)(hua)學技(ji)(ji)術和(he)(he)超聲(sheng)輔助分散(san)(san)機(ji)制(zhi)(zhi)(zhi)，在NaOH與PTA混合電(dian)(dian)解液體(ti)系中(zhong)實現(xian)(xian)了少層(ceng)高濃度水(shui)溶(rong)性(xing)(xing)石墨(mo)(mo)烯的(de)(de)(de)(de)制(zhi)(zhi)(zhi)備，相關研(yan)(yan)究成果在線(xian)發表(biao)在Green Chemistry上(shang)(shang)。在這(zhe)一(yi)(yi)(yi)體(ti)系中(zhong)，研(yan)(yan)究人員通過控制(zhi)(zhi)(zhi)電(dian)(dian)化(hua)(hua)(hua)學過程(cheng)，使(shi)PTA析出并吸(xi)附于石墨(mo)(mo)電(dian)(dian)極(ji)，促(cu)進(jin)石墨(mo)(mo)充分氧化(hua)(hua)(hua)和(he)(he)逐層(ceng)剝(bo)離，隨后(hou)輔以超聲(sheng)處(chu)理(li)進(jin)一(yi)(yi)(yi)步(bu)提高產率(lv)(lv)，實現(xian)(xian)了高產率(lv)(lv)(87.3%)、高固含量(liang)(8.2 g/L)以及高穩(wen)定性(xing)(xing)(8個(ge)月以上(shang)(shang))的(de)(de)(de)(de)少層(ceng)微米(mi)尺寸水(shui)溶(rong)性(xing)(xing)石墨(mo)(mo)烯的(de)(de)(de)(de)制(zhi)(zhi)(zhi)備，相對(dui)(dui)于已(yi)有(you)研(yan)(yan)究報道具有(you)明(ming)顯優勢。同時(shi)，由于電(dian)(dian)化(hua)(hua)(hua)學陽極(ji)分子吸(xi)附保(bao)護機(ji)制(zhi)(zhi)(zhi)，實現(xian)(xian)了產物片層(ceng)sp2結構的(de)(de)(de)(de)保(bao)留(liu)，制(zhi)(zhi)(zhi)備成膜后(hou)，經(jing)較低溫(wen)度熱還原便可獲得較高的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)導率(lv)(lv)(9517 S/m)，應用潛力巨(ju)大。進(jin)一(yi)(yi)(yi)步(bu)的(de)(de)(de)(de)機(ji)理(li)研(yan)(yan)究明(ming)確了不(bu)(bu)同于以往插層(ceng)、氧化(hua)(hua)(hua)、膨脹、剝(bo)離的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)化(hua)(hua)(hua)學機(ji)制(zhi)(zhi)(zhi)，逐層(ceng)剝(bo)離和(he)(he)深入氧化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)化(hua)(hua)(hua)學新機(ji)制(zhi)(zhi)(zhi)克服了傳(chuan)統電(dian)(dian)化(hua)(hua)(hua)學方(fang)法剝(bo)離不(bu)(bu)完全導致(zhi)的(de)(de)(de)(de)產物層(ceng)數多、質量(liang)低、分散(san)(san)性(xing)(xing)差等問(wen)題。同時(shi)，進(jin)一(yi)(yi)(yi)步(bu)的(de)(de)(de)(de)研(yan)(yan)究確定了超聲(sheng)在不(bu)(bu)同環境(jing)、不(bu)(bu)同處(chu)理(li)時(shi)間及不(bu)(bu)同前驅(qu)體(ti)條件下的(de)(de)(de)(de)效果，對(dui)(dui)后(hou)續研(yan)(yan)究中(zhong)的(de)(de)(de)(de)工藝改進(jin)具有(you)重要指導意義(yi)。所制(zhi)(zhi)(zhi)得的(de)(de)(de)(de)水(shui)溶(rong)性(xing)(xing)石墨(mo)(mo)烯極(ji)易成膜，在電(dian)(dian)熱方(fang)面表(biao)現(xian)(xian)出低電(dian)(dian)壓、高速升溫(wen)和(he)(he)溫(wen)度一(yi)(yi)(yi)致(zhi)性(xing)(xing)好等優點，有(you)望作為新型電(dian)(dian)熱材料推廣應用。

新型石墨烯基納米卷可模仿狗鼻子檢測氣(qi)體

近日，中(zhong)國(guo)研究人員(yuan)在(zai)最新一期《美國(guo)化學(xue)(xue)學(xue)(xue)會·納(na)米》雜志發(fa)表報(bao)告說，他們開發(fa)出(chu)(chu)可以模(mo)仿狗鼻子(zi)嗅覺功能的(de)(de)(de)(de)高(gao)質量石墨烯(xi)基納(na)米卷。中(zhong)國(guo)的(de)(de)(de)(de)研究人員(yuan)從(cong)(cong)狗鼻子(zi)中(zhong)得(de)到(dao)(dao)啟發(fa)，狗鼻子(zi)中(zhong)有(you)數(shu)百萬毛細(xi)管，表面積大(da)，可幫助狗嗅出(chu)(chu)濃度極低的(de)(de)(de)(de)氣味，研究人員(yuan)就(jiu)據此選(xuan)擇了表面積大(da)、高(gao)溫下穩(wen)定且(qie)耐用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)石墨烯(xi)基納(na)米卷制(zhi)作氣敏傳感器。華南師范大(da)學(xue)(xue)和北京航空航天大(da)學(xue)(xue)等機構的(de)(de)(de)(de)研究人員(yuan)使用(yong)(yong)非共價鍵(jian)超分子(zi)組(zu)裝法，將一種(zhong)名為“聚苯乙烯(xi)磺酸鈉”的(de)(de)(de)(de)材料組(zu)裝在(zai)石墨烯(xi)片層(ceng)表面，然后通過定向控(kong)制(zhi)冷凍(dong)干(gan)燥技術(shu)使石墨烯(xi)基片層(ceng)隨脫水過程產生卷曲(qu)，從(cong)(cong)而得(de)到(dao)(dao)飽滿的(de)(de)(de)(de)石墨烯(xi)基納(na)。除(chu)此之(zhi)外(wai)，石墨烯(xi)基納(na)米卷的(de)(de)(de)(de)生產過程簡單高(gao)效(xiao)，有(you)望大(da)規模(mo)制(zhi)備。

合(he)肥研究院在石墨烯(xi)的制(zhi)備及其氧還原應(ying)用研究中取得進展

近日，中(zhong)國科學院(yuan)合肥(fei)物質科學研(yan)(yan)究(jiu)院(yuan)固體(ti)物理研(yan)(yan)究(jiu)所液相環境激光制備與加工實驗室，在(zai)具有雙活性位點(dian)的鐵氮摻雜多孔碳(tan)/石墨烯(xi)復合材料(liao)的制備及其在(zai)氧氣還原應用研(yan)(yan)究(jiu)中(zhong)取得(de)進展，相關工作(zuo)發(fa)(fa)表在(zai)ACS Applied Materials & Interfaces上。該研(yan)(yan)究(jiu)工作(zuo)為構(gou)筑和發(fa)(fa)展新型的金(jin)(jin)屬(shu)-氮/碳(tan)類電(dian)催化劑提供了新的研(yan)(yan)究(jiu)思(si)路，并有望取代(dai)貴金(jin)(jin)屬(shu)鉑用于(yu)燃料(liao)電(dian)池和金(jin)(jin)屬(shu)空氣電(dian)池。研(yan)(yan)究(jiu)工作(zuo)得(de)到(dao)了國家重點(dian)基礎研(yan)(yan)究(jiu)發(fa)(fa)展計(ji)劃(973計(ji)劃)、國家自(zi)然科學基金(jin)(jin)、中(zhong)科院(yuan)科研(yan)(yan)裝(zhuang)備研(yan)(yan)制項目(mu)等的資助。

上海(hai)高研(yan)院等在氧化石墨烯框架膜研(yan)究(jiu)中(zhong)取得新進(jin)展

近(jin)日，中(zhong)(zhong)國科(ke)學院(yuan)低碳轉(zhuan)化科(ke)學與(yu)工程重點實(shi)(shi)驗(yan)室(shi)暨(ji)中(zhong)(zhong)科(ke)院(yuan)上海高(gao)等研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)(jiu)院(yuan)-上海科(ke)技大(da)學低碳能(neng)源聯(lian)(lian)合(he)(he)實(shi)(shi)驗(yan)室(shi)在自組裝制備(bei)氧(yang)化石墨烯框架(jia)復合(he)(he)膜(mo)(mo)用于氣體(ti)小分(fen)子(zi)(zi)篩分(fen)研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)(jiu)中(zhong)(zhong)取得進展。在該研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)(jiu)中(zhong)(zhong)，研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)(jiu)員孫予(yu)罕(han)、曾高(gao)峰(feng)團(tuan)隊選擇了(le)具(ju)有(you)雙NH2-和(he)(he)C=S-多活性(xing)(xing)終端，分(fen)子(zi)(zi)骨架(jia)僅有(you)3原子(zi)(zi)，且(qie)具(ju)有(you)弱還原性(xing)(xing)的硫脲(TU)作(zuo)為交聯(lian)(lian)分(fen)子(zi)(zi)。為獲(huo)得均(jun)質連(lian)續的GOF復合(he)(he)膜(mo)(mo)，該團(tuan)隊首先通過載體(ti)表面嫁(jia)接的活性(xing)(xing)基團(tuan)與(yu)GO反應(ying)，在載體(ti)上固定(ding)單層(ceng)(ceng)GO；再由(you)TU、GO經脫水(shui)縮合(he)(he)和(he)(he)親核加成(cheng)反應(ying)，在載體(ti)上實(shi)(shi)現周(zhou)期性(xing)(xing)組裝形(xing)(xing)成(cheng)均(jun)質TU-GOF復合(he)(he)膜(mo)(mo)，首次實(shi)(shi)現層(ceng)(ceng)層(ceng)(ceng)自組裝。通過條件控(kong)制，TU-GOF膜(mo)(mo)的層(ceng)(ceng)間距可(ke)精確調控(kong)，膜(mo)(mo)厚可(ke)控(kong)制在數十納米。表征結(jie)果(guo)證實(shi)(shi)，TU對碳層(ceng)(ceng)的固定(ding)作(zuo)用極(ji)大(da)抑(yi)制了(le)膜(mo)(mo)在分(fen)離(li)介(jie)質中(zhong)(zhong)的溶(rong)脹變形(xing)(xing)，顯(xian)著增強(qiang)了(le)膜(mo)(mo)的機械穩定(ding)性(xing)(xing)。分(fen)離(li)結(jie)果(guo)表明，TU-GOF膜(mo)(mo)對H2具(ju)有(you)高(gao)選擇性(xing)(xing)，如H2/CO2、H2/N2和(he)(he)H2/CH4理想選擇性(xing)(xing)達(da)~200，H2滲透(tou)速率為10-7mol/m2/s/Pa。這(zhe)是GO基膜(mo)(mo)首次基于二維層(ceng)(ceng)間篩分(fen)實(shi)(shi)現H2高(gao)效分(fen)離(li)，且(qie)性(xing)(xing)能(neng)遠(yuan)高(gao)于聚合(he)(he)物膜(mo)(mo)的Robeson上限(xian)，也優于大(da)部分(fen)無機膜(mo)(mo)。

2018年石墨(mo)烯(xi)的研(yan)發(fa)方(fang)(fang)向主要是(shi)朝著新領域和更輕便兩方(fang)(fang)面發(fa)展，在(zai)石墨(mo)烯(xi)的材質(zhi)和與其他技術的融匯(hui)中都有了非常大的進步，相信在(zai)未來，石墨(mo)烯(xi)一(yi)定還會(hui)有更多的發(fa)展空(kong)間(jian)。