石墨烯材料的案例
力學所發現三維石墨烯泡沫材料中的電導率極大現象
在傳統泡沫材料中，電學性能通常不是最關鍵的性能。但是，三維石墨烯泡沫材料則截然不同，電學性能對于該材料在功能器件方面的應用尤為重要。事實上，合成三維石墨烯泡沫材料的一個重要目的就是為了繼承單層石墨烯卓越的電學性能。盡管實驗上一直嘗試研究甚至改進石墨烯泡沫材料的電學性能，但理論研究的缺乏制約了該方向的進一步發展。這一尷尬局面主要源于石墨烯泡沫材料的復雜性，如石墨烯薄片的多重自由度（層數、尺寸）以及該問題的多尺度特性（涉及到電子德布羅意波長、石墨烯薄片尺度、石墨烯薄片相互接觸的特征尺度）。
近期，中國科學院力學研究所副研究員劉峰與王超合作提出了一種理論框架，系統研究了三維石墨烯泡沫的導電性能，并在該體系中發現了電導率極大現象。在該理論框架中，導電過程被分為兩個等級。第一級，即最底層，利用介觀輸運理論結合緊束縛模型研究石墨烯薄片間的電導。第二級，通過分子動力學模擬研究三維石墨烯泡沫材料的網狀結構，并提取平均接觸面積、平均接觸點密度等幾何特征。結合這兩方面信息即可理論計算石墨烯泡沫材料的電導及電導率。該研究發現石墨烯泡沫材料存在電導率極大現象（即隨石墨烯薄片層數的增加，電導率先增大后減?。⑦M一步揭示了該現象的物理機制。
眾所周知，在傳統泡沫材料中，存在一個優化泡沫密度使熱絕緣能力達到最強，這源于固體中熱傳導與熱輻射之間的競爭。而該研究首次在理論上提出存在一個優化層數使三維石墨烯泡沫材料電導率達到最大，并對其物理機制進行了系統研究。該工作為優化三維石墨烯泡沫材料的導電性能提供了理論基礎，并將促進該材料在功能器件方面的應用。
進一步，該研究還分析了變形下三維石墨烯泡沫材料的導電性能。在循環加載下，電阻的變化逐漸趨于穩定，同時伴隨有滯回環的出現，這與實驗觀測定性一致。
展開 應用石墨烯材料的大功率LED散熱仿真
在納米厚度級別下，不同厚度石墨烯的散熱效果相差不大，因此，在考慮經濟的前提下，只需在散熱器基底鍍上一層很薄的石墨烯即可改善散熱效果,這將為LED散熱在石墨烯材料的實際應用中，要想充分發揮石墨烯的高熱導率對LED結溫的改善作用必須進一步研究石墨烯材料與金屬材料的結合形式。
為什么說石墨烯很可能成為替代硅的絕佳選擇？
隨著全球環保意識的加強，人們對節能、環保、可持續的新材料關注度增加。石墨烯作為一種新興的材料，有“新材料之王”的美譽。又薄又硬的石墨烯是很多領域的首選材料，同時它具有非常良好的電學特性，是電子產業未來創新和發展的革命性材料。硅是如今應用最廣泛的半導體材料，而石墨烯除了擁有不遜色于硅的半導體屬性之外，它還擁有很多硅不具備的其它優點，有專家預測，石墨烯很可能成為替代硅的絕佳選擇，這取決于它的產業化發展情況。
由于硅材料的加工極限被認為是10納米線寬，換句話說，隨著制程小于10納米，很難制出穩定的硅產品，產品要想實現更高的集成度和性能，必須采用新的半導體材料進行加工，石墨烯是一種新選擇。
石墨烯在半導體產業具有廣闊的應用前景
半導體產業主要由集成電路、光電子、分立器件和傳感器組成，一種新的半導體材料想得到市場的認可需遵循很多規律，光電效應和霍爾效應就是最重要的兩個定律?？茖W家曾在常溫下觀察到了石墨烯的量子霍爾效應，這種材料碰到雜質時不會產生背散射，這說明它有很強的導電性。由于石墨烯看上去幾乎是透明的，它的光學特性優異，其光學特性隨石墨烯厚度的改變而改變，這種特性很適合應用于光電子領域。石墨烯材料未來可能應用在顯示屏、電容器、感光元件、晶體管、傳感器等領域。
一、柔性顯示屏
柔性顯示屏是一種非常有前景的電子設備，其特點是超柔、超薄等，而制約其發展的一大關鍵就是材料，石墨烯材料的特性讓人們對柔性顯示屏的前景有了新的認識。近年來，全球都在積極探索相關的技術，據悉，韓國曾制造出了多層石墨烯和玻璃纖維聚酯片基底組成的柔性透明顯示屏，中國的奧翼電子將石墨烯用于顯示技術，制造了石墨烯電子顯示屏，這種屏幕耐摔、耐撞、透光率高且顯示亮度非常好。石墨烯的透明性和柔韌性等特點，在柔性顯示屏行業的前景不可限量。
展開 濟寧新材料園石墨烯產品獲國際認證
6月28日，“Graphene2018”全球石墨烯春季大會在德國德累斯頓舉辦，聚集了包括多位諾貝爾獎得主在內的700余位石墨烯行業人士。會上，中科院院士劉忠范代表濟寧新材料產業園山東利特納米技術有限公司領取了國際石墨烯產品認證中心(IGCC)頒發的全球首張石墨烯材料產品認證書。
IGCC是全球化的獨立第三方認證機構，由中國石墨烯產業技術創新戰略聯盟聯合歐洲石墨烯平臺機構Phantoms
Foundation等相關組織發起，并于今年1月18日成立。此次頒發的認證書由IGCC專家委員會主任、國際電工標準委員會秘書長、歐盟石墨烯旗艦計劃標準負責人Norbert簽發。IGCC采用國際上廣泛認可的型式試驗+工廠檢查+證后監督認證模式，每年會定期對認證的有效性進行現場監督核查。
多位與會人士表示，證書的頒發一方面標志著IGCC填補了全球石墨烯產業沒有第三方認證機構的空白，另一方面也為市場提供了認證高品質石墨烯產品的可靠手段。
國內石墨烯行業專家也指出，當前國內石墨烯材料市場發展迅速，但存在魚目混珠的現象。IGCC的認證有助于規范市場，為用戶提供甄別參考。而此次濟寧新材料產業園的利特公司成為全球首個認證書獲得者，彰顯了中國在全球石墨烯行業中的先進地位。
據了解，利特公司成立于2011年，業務涉及石墨烯及相關碳納米材料的產業化開發、生產和應用等，擁有年產20噸石墨烯粉體、200噸能源材料、3萬噸高分子復合材料和5萬噸功能涂料的產能。該公司所在的濟寧新材料產業園則是中國石墨烯產業重地。
產業園管委會主任王允東介紹，濟寧新材料產業園是山東省石墨烯產業化示范基地，也是中國石油和化學工業聯合會授予的中國化工新材料(濟寧)產業基地，連續5年被石化聯合會評為“中國化工園區20強”。
展開 
應對未來芯片危機：歐洲致力于石墨烯等二維材料研發
報道認為，更重要的是引領下一代集成電路技術，其中，石墨烯等具有驚人特性的材料已經開始從實驗室躍入日常生活，并將在其中發揮重要作用。歐盟已經開始致力于這項新技術的研發，但傳統的硅半導體在中期內仍將是必不可少的。
“現在要想替代硅非常困難”，西班牙阿拉貢納米科學與材料研究所的研究員勞爾·阿雷納爾坦言，“硅的性能良好。它是一種在純度方面可以控制得很好的材料，而且成本非常低。一旦將硅材料的這些優點放在比較的天平上，硅就很難被擊敗。然而，幾十年來，人們一直在尋找硅的替代品，近年來更是如此，因為硅材料正在達到減小晶體管尺寸的物理極限。”
主要的替代方案之一是所謂的二維材料——即那些具有長度和寬度、但厚度僅一兩個原子的材料，因此它們實際上幾乎沒有厚度。由碳原子的6邊形晶格組成的石墨烯材料是最受歡迎的。由這種材料制成的芯片有朝一日可能會取代硅芯片，但該設想在未來幾年內還難以實現，這方面仍有待進一步研究。最重要的是，有必要確保這些未來材料能夠以可接受的成本進行可靠的生產。
“歐洲在石墨烯研究和技術開發方面處于有利地位，而且正在采取正確的研發步驟，”西班牙石墨烯公司的科學總監阿馬婭·蘇魯圖薩說。西班牙石墨烯公司是一家專門從事石墨烯材料研發的企業。事實上，歐盟在2013年投資了10億歐元，以推動之后10年內的石墨烯技術發展。最近一年來，石墨烯材料的3條試驗生產線已經投入運行。蘇魯圖薩還稱，“我們想表明石墨烯材料具有競爭優勢，它可以在芯片內實現我們想要的目標，我們正走在正確的軌道上?！? 情況并非總是如此，由于在歐洲生產芯片的成本更高，所有生產都被外包給了亞洲。
展開 福特利用石墨烯材料降低發動機噪音
石墨烯（Graphene）其實就是單層石墨，強度大（比鋼強200倍）且導電性優。據外媒報道，福特宣布將在福特F－150皮卡車和福特野馬（Ford Mustang）等乘用車的引擎蓋下使用石墨烯。
與Eagle Industries和XG Sciences合作，福特提出一種方法，將在燃油導軌蓋、泵蓋和前發動機蓋等十多個發動機艙部件中采用石墨烯材料。石墨烯非常薄，但是非常柔韌，且具有非常強的隔音性能，其將與泡沫材料混合，形成在強度和降噪方面都非常優異的新部件。
測試顯示，與沒有任何石墨烯含量的相同泡沫材料相比，福特的含石墨烯泡沫材料可將噪音降低17％，機械性能提高20％，耐熱性能提高30％，而且最重要的是，含石墨烯的材料并沒有增加部件重量。
雖然部件添加蓋子通常會增加重量，從而損害汽車的燃油經濟性，但是石墨烯具輕質特性，實際上，其會降低整體部件的重量。福特可持續發展和新興材料高級技術負責人Debbie Mielewski表示：“我們取得的突破不在于材料本身，而在于我們如何使用該材料。我們使用非常小的量，不到0．5％的石墨烯就可顯著提升部件耐用性、降噪性并且減輕重量。”
福特表示，今年年底，該新石墨烯材料將用于福特F－150和福特野馬車型發動機艙部件的生產，之后再將其擴展用于福特乘用車陣容中的其他車型。
來源：OFweek中國高科技行業門戶
展開 綜述熱管理材料—石墨烯
石墨烯優異的熱性能及其柔韌性激發了對其衍生物的廣泛研究，包括氧化石墨烯、石墨烯薄膜、石墨烯纖維、石墨烯泡沫、石墨烯層壓板、石墨烯熱界面材料(TIMs)等，用于熱管理應用。以石墨烯及其衍生物作為填料的各種復合材料已經被開發出來。液相剝離(LPE)石墨烯和少層石墨烯薄片的混合物在導熱膠和導熱相變材料中作為填料表現優異。石墨烯由于其與基體材料良好的熱耦合性和較低的成本，是熱復合材料中比碳納米管(CNTs)更好的填料。由懸浮液中剝離的石墨烯薄片制備的米級石墨烯薄膜具有優異的熱性能，并顯示出作為導熱材料的巨大潛力。
另一種很有希望用于熱管理的二維材料是氮化硼(BN)，它的晶格與石墨烯相似，但硼和氮化硼原子交替排列在六邊形結構(hBN)中。理論上，hBN具有高達1700-2000 W/(mK)的高導熱系數，因此它被用于開發TIMs和散熱器。更重要的是，hBN是一種電絕緣材料，這使得它成為石墨烯及其衍生物在不允許導電的情況下的重要戰略和非常好的補充。
在本文中，我們將回顧使用石墨烯基材料以及其他二維材料(如hBN)進行熱管理的最新進展。首先簡要介紹傳熱的基本機理。之后，將詳細回顧和總結用于熱管理應用的各種石墨烯基材料，包括其衍生物和相關的二維材料。對熱管理材料性能的理論分析進行比較和總結，以了解二維材料系統中的聲子和熱輸運。此外，還將介紹用于這些材料的不同熱表征方法，并對其優點和局限性以及準確性進行總結和評論。在本綜述的最后，將討論和評論使用石墨烯和其他二維材料進行熱管理的挑戰和機遇。
01
熱傳輸基本理論
熱傳導是通過物質中微觀粒子的碰撞和熱載體的運動來實現的。
展開 弗吉尼亞理工大學與LLNL 實現高分辨率、復雜石墨烯結構的3D打印
石墨烯是一種強度非常高的材料，具有高導熱性和導電性。石墨烯技術在電池制造、航空航天、分離、熱管理、傳感器等領域受到關注。但是用石墨烯材料制造復雜結構一直以來是難以實現的，如果這一問題得不到解決，將影響到石墨烯材料的的應用潛力。
為了克服這一限制，美國弗吉尼亞理工大學（Viginia Tech）工程學院和勞倫斯利弗莫爾國家實驗室(LLNL)的研究人員兩年來一直專注于使用3D打印石墨烯氣凝膠的研究，他們開發了一種石墨烯3D打印的新工藝，通過投影微立體光刻3D打印技術制造復雜石墨烯三維結構。通過該工藝制造的三維石墨烯結構，分辨率比之前的方法高出一個數量級，并能夠保留二維石墨烯材料的機械性能。
高分辨率的復雜石墨烯三維結構
石墨烯是由六邊形晶格組織的單層碳原子，當石墨烯片整齊地堆疊在彼此之上并形成三維形狀時，就變成了石墨。由于石墨材料是簡單的由石墨烯堆疊在一起的，所以這種材料的機械性能非常差。但是如果石墨烯片與充滿空氣的孔分離，則三維結構可以保持石墨烯的屬性，這種多孔石墨烯結構稱為石墨烯氣凝膠。
圖片來源：Virginia Tech
弗吉尼亞理工大學先進制造與超材料實驗室主任Xiaoyu Zheng表示，工程學院與LLNL 的研究人員可以設計由相互連接的石墨烯片組成的三維拓撲結構，這種新的設計方式和增材制造的制造自由度，將優化石墨烯氣凝膠的強度、導電性、質量輸運、強度和重量密度。
以前，研究人員使用基于材料擠出工藝的3D打印技術制造三維石墨烯，但這一技術分辨率有限，這限制了石墨烯材料的自由造型。而新的3D打印方法能夠將這些單層的石墨烯材料設計成任何想要的三維結構，并具有高分辨率。
展開 中芯國際回應業務未涉及石墨烯晶圓，網友質疑萬物皆可石墨烯？石墨烯芯片到底是什么？
中芯國際是國內最大也是最先進的晶圓制造廠，目前量產的最先進工藝是14nm，但與臺積電、三星的5nm相比，還落后兩三代工藝，總有人期望國內的公司能夠彎道超車，最近有傳聞稱中芯國際開始進軍石墨烯晶圓市場，甚至希望他們與中科院合作，研發生產國產的石墨烯芯片。
對于這一問題，中芯國際日前在互動平臺上表示，公司目前業務未涉及石墨烯晶圓領域，否認了與石墨烯晶圓相關的消息。
除了芯片，石墨烯在新能源汽車領域也曾引發巨大討論。
2021 年初舉辦的某電動車論壇上，中國科學院院士歐陽明高公開表示：
“ 如果有人告訴你，這車能跑 1000 公里，幾分鐘充滿電，還安全，成本又很低。以目前的技術來講，他一定是騙子?！? 而就在該論壇舉辦前不久，汽車制造商廣汽埃安發布了一張全新電池科技的海報，其中就包含了上述字眼，更是提到了石墨烯材料：
作為近年來熱度比較高的新興科技概念，
石墨烯被認為是高科技的代名詞
，除了石墨烯電池，在網上隨便一搜就可以看到更多奇奇怪怪的“石墨烯產品”：石墨烯內衣褲、石墨烯面膜等等?？梢赃@么說，正如前些年“納米”概念盛行的時候，任何產品前面加上這兩個字，價格就會翻個幾倍，最近網絡上的“石墨烯產品”基本上也都是如此。
甚至有人嘲諷“石墨烯”概念就是碩士，博士用來水論文的。
但是石墨烯概念被商家濫用并不意味著石墨烯就完全沒有了研究前景。
石墨和石墨烯有關的材料可以廣泛應用在電池電極材料、半導體器件、透明顯示屏、傳感器、電容器、晶體管等方面。
展開 上海技物所陳效雙、陸衛團隊NPG Asia Materials: 操控石墨烯無序熱電子實現高靈敏太赫
為實現太赫茲光子的高效能量轉換材料需要具備高吸收、高轉換的特點，而工作溫度、太赫茲光子低能特性限制了傳統光子能帶探測方法在未來便攜式太赫茲檢測系統、通訊系統的廣泛應用。純電子學的通過減小特征尺寸方法往太赫茲波段延伸面臨著彈道效應、量子隧穿等不利因素限制了器件的工作效率。單原子石墨烯材料所具備的高遷移率和零禁帶特性，為太赫茲器件集成在諸如可穿戴電子設備、柔性醫學設備的應用提供了天然條件。當太赫茲光子入射到石墨烯材料表面，石墨烯材料對太赫茲呈現出高吸收態，其表面電子呈現出相應的無序高動能態，而這一部分能量往往難以轉化成有用的信號被支撐襯底、電極等以熱的形式耗散，因此如何實現高效的器件設計實現太赫茲能量轉換至關重要。
【成果簡介】
近日，中國科學院上海技術物理研究所，紅外物理國家重點實驗室陸衛、陳效雙課題組成員王林副研究員、“百人計劃”陳剛研究員等人，利用石墨烯材料集成天線配對接觸電極結構，提出無序熱電子操控機理實現室溫下太赫茲波段的高靈敏探測，響應率可達200V/W以上。相關成果以“Towards sensitive terahertz detection via thermoelectric manipulation using graphene transistors” 為題發表在期刊《自然-亞洲材料》（NPG Asia Materials, IF~9.157）上。該工作面向解決石墨烯熱電子的無耗散電流轉化，設計了天線配對的叉指電極接觸結構一方面形成太赫茲近場的不對稱分布，另一方面形成有效電極偏壓下在無需結構修飾的石墨烯溝道產生高的開關比，誘導器件溝道中非平衡熱載流子不對稱的擴散，使得無序熱電子高效轉換成太赫茲光電流信號。該研究工作得到國家重點研發計劃專項基金、國家自然科學基金、中科院青年創新促進會等經費資助。
【圖文導讀】
圖1.
展開 基于碳納米管和石墨烯的柔性超級電容器設計
碳納米管陣列材料及其電容性能測試
其他結構的碳納米管柔性超級電容器
除了薄膜和陣列結構以外，包括碳納米管網絡，三維碳納米管海綿，碳納米管紗等一系列不同結構都被合成并應用于柔性超級電容器中，由于這些結構兼具高導電性和大比表面積，通常作為基底來負載其他活性材料。
【基于石墨烯材料的柔性超級電容器】
石墨烯具有優異的電學、力學和熱學性能，然而石墨烯片層之間的堆疊和團聚嚴重影響了石墨烯的性能，限制了其在柔性超級電容器方面的應用。合成不同形貌和結構的石墨烯是制備柔性石墨烯電極材料的關鍵。
基于石墨烯纖維的柔性超級電容器
石墨烯纖維可以通過水熱，濕紡，自組裝等方法合成。由于其良好的力學性質和導電性，石墨烯纖維可以紡入其他編織物，在可穿戴織物方面具有很大的應用潛力。
圖3. 紡入織物的石墨烯纖維超級電容器
基于石墨烯薄膜的柔性超級電容器
石墨烯薄膜可以通過真空抽濾、滴涂、層層自組裝等方法合成。雖然石墨烯薄膜具有高導電性和良好的柔韌性，但石墨烯片層間的團聚不僅降低了其表面積，還影響了電解質離子的傳輸，所以石墨烯薄膜在應用中通常會加入間隔材料例如碳黑、碳納米管、表面活性劑等。間隔材料的加入往往能大幅度提高材料的電容性能。
圖4. 加入間隔材料的石墨烯薄膜
基于三維石墨烯框架結構的柔性超級電容器
一維石墨烯纖維和二維石墨烯薄膜都展現出了優秀的電化學性能。但是，在維持結構穩定性和容量穩定性的基礎上提高活性物質負載量仍是一個挑戰。三維石墨烯框架結構擁有較好的導電性和潤濕性。同時，也具有更高的活性物質負載量，有利于提高柔性電容器的能量密度。水熱、冷凍干燥、化學氣相沉積等方法可以用于合成三維石墨烯材料。
展開 
一文專業看懂石墨烯行業
從上面的分析可以很清楚地看到，石墨烯在鋰離子電池里面可能發揮作用的領域只有兩個：直接用于負極材料和用于導電添加劑。
用作鋰電負極產業化前景依然艱難。
我們先討論下石墨烯單獨用做鋰電負極材料的可能性。純石墨烯的充放電曲線跟高比表面積硬碳和活性炭材料非常相似，都具有首次循環庫侖效率極低、充放電平臺過高、電位滯后嚴重以及循環穩定性較差的缺點，這些問題其實都是高比表面無序碳材料的基本電化學特征。
高品質的石墨烯的振實和壓實密度都非常低，成本極其昂貴，根本不存在取代石墨類材料直接用作鋰離子電池負極的可能性。既然單獨使用石墨烯作為負極不可行，那么石墨烯復合負極材料呢？
石墨烯與其它新型負極材料，比如硅基和錫基材料以及過渡金屬化合物形成復合材料，是當前“納米鋰電”最熱門的研究領域，在過去數年發表了上千篇paper。復合的原理，一方面是利用石墨烯片層柔韌性來緩沖這些高容量電極材料在循環過程中的體積膨脹，另一方面石墨烯優異的導電性能可以改善材料顆粒間的電接觸降低極化，這些因素都可以改善復合材料的電化學性能。
但是，并不是說僅僅只有石墨烯才能達到改善效果，實踐經驗表明，綜合運用常規的碳材料復合技術和工藝，同樣能夠取得類似甚至更好的電化學性能。比如Si/C復合負極材料，相比于普通的干法復合工藝，復合石墨烯并沒有明顯改善材料的電化學性能，反而由于石墨烯的分散性以及相容性問題而增加了工藝的復雜性而影響到批次穩定性。
如果綜合考量材料成本、生產工藝、加工性和電化學性能，石墨烯或者石墨烯復合材料實際用于鋰電負極的可能性很小產業化前景艱難。
用作導電劑無明顯優勢。
展開 迄今為止最專業的一篇揭露石墨烯真面目的文章！
從上面的分析可以很清楚地看到，石墨烯在鋰離子電池里面可能發揮作用的領域只有兩個：直接用于負極材料和用于導電添加劑。
用作鋰電負極產業化前景依然艱難。
我們先討論下石墨烯單獨用做鋰電負極材料的可能性。純石墨烯的充放電曲線跟高比表面積硬碳和活性炭材料非常相似，都具有首次循環庫侖效率極低、充放電平臺過高、電位滯后嚴重以及循環穩定性較差的缺點，這些問題其實都是高比表面無序碳材料的基本電化學特征。
高品質的石墨烯的振實和壓實密度都非常低，成本極其昂貴，根本不存在取代石墨類材料直接用作鋰離子電池負極的可能性。既然單獨使用石墨烯作為負極不可行，那么石墨烯復合負極材料呢？
石墨烯與其它新型負極材料，比如硅基和錫基材料以及過渡金屬化合物形成復合材料，是當前“納米鋰電”最熱門的研究領域，在過去數年發表了上千篇paper。復合的原理，一方面是利用石墨烯片層柔韌性來緩沖這些高容量電極材料在循環過程中的體積膨脹，另一方面石墨烯優異的導電性能可以改善材料顆粒間的電接觸降低極化，這些因素都可以改善復合材料的電化學性能。
但是，并不是說僅僅只有石墨烯才能達到改善效果，實踐經驗表明，綜合運用常規的碳材料復合技術和工藝，同樣能夠取得類似甚至更好的電化學性能。比如Si/C復合負極材料，相比于普通的干法復合工藝，復合石墨烯并沒有明顯改善材料的電化學性能，反而由于石墨烯的分散性以及相容性問題而增加了工藝的復雜性而影響到批次穩定性。
如果綜合考量材料成本、生產工藝、加工性和電化學性能，石墨烯或者石墨烯復合材料實際用于鋰電負極的可能性很小產業化前景艱難。
用作導電劑無明顯優勢。
我們再來說說石墨烯用于導電劑的另外問題，現在鋰電常用的導電劑有導電炭黑、乙炔黑、科琴黑，Super P等，現在也有電池廠家在動力電池上開始使用碳纖維(VGCF)和碳納米管(CNT)作為導電劑。
展開 馬里蘭大學胡良兵&NASA林奕：開, 關之間實現石墨烯材料的高性能組裝
【前言】
二維石墨烯材料由于其優異性能而在很多領域都有廣泛的應用前景。然而，基于石墨烯納米片的宏觀結構材料（如纖維，薄膜，復雜形狀的塊體材料）在導電性和載流子遷移率方面等方面的性能遠遠小于一片單獨的高質量石墨烯納米片。這是因為隨著宏觀結構的尺寸增加，石墨烯納米片橫向尺寸受到限制，同時缺陷的影響變得更加顯著。目前制造基于石墨烯的體相材料經常需要引入缺陷，但是這些缺陷難以完全去除，并且降低了材料的機械，電學和熱學等性質。 目前常用的使用少層石墨烯或還原/氧化石墨烯為原材料的加工制造方法具有一些限制，由于這種二維片狀納米結構宏觀堆疊的不可滲透性，難以完全去除溶劑或氣體以實現高度致密結構。因此，開發一種新的方法來擴大和快速制造具有優異性能的高密度石墨烯架構具有重要意義。
【成果簡介】
近日，來自美國馬里蘭大學的胡良兵副教授（通訊作者），陳亞楠博士（第一作者），王以林博士（共同一作）和美國航空航天研究所的林奕副研究員（通訊作者）合作在Materials Today上發表研究長文，題為“Nanomanufacturing of Graphene Nanosheets through Nano-Hole Opening and Closing”。作者報道了通過控制石墨烯納米片上納米孔的開，關實現高密度，高質量石墨烯體相材料的裝配。利用在石墨烯納米片上誘導形成的納米孔，實現多孔石墨烯的干法壓制或模塑成型，亦可實現液相處理時的溶劑快速移除。成型后，納米片上的納米孔可以通過電加熱方法在高溫下快速快速閉合或修復（~2700K）。與石墨爐中的傳統高溫處理不同，焦耳電加熱速度快，最快可達幾毫秒[參考文獻]，成本低，并且在存在更高電阻的石墨烯納米片之間的接合點處可以引起超高溫。
展開 手機的石墨烯復合材料降溫貼真那么神奇？
市面上流傳著這樣一個東西——石墨烯復合材料手機降溫貼。傳聞它對手機的降溫效果可達10℃-15℃，石墨烯降復合材料溫貼真有這么神奇嗎？它的工作原理到底是什么？
對此，“周到實驗室”進行了對比實驗：
實驗中，測試者拿來兩部相同的iPhone手機，起始溫度基本一致（27.6℃），然后播放同一部高清視頻。
15分鐘后，沒有貼石墨烯降復合材料溫貼的手機升到了40.3℃，而貼有石墨烯降溫貼的手機升到了36℃。
也就是說，降溫效果的確存在，雖然沒有傳聞中那么夸張，但的確達到了一定的降溫效果，在炎炎夏日，確實對手機有一定的保護作用。
這是神馬原理呢？周到實驗室表示，石墨烯是已知最薄、強度最大、導電導熱性能最強的一種新型納米材料。用石墨烯制成手機散熱貼，由于其水平導熱率大，可以使手機的局部熱源快速地分散到整體石墨烯復合材料散熱貼上，以達到其為手機降溫的目的。
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