1. 北大成功研发高性能石墨烯柔性透明电极连续卷对卷生产新工艺
石墨烯薄膜具有优异的透光性和导电性以及机械柔性，在透明导电薄膜领域具有很大的应用前景。然而目前基于石墨烯的透明导电薄膜仍然存在导电性不够高、稳定性不够好、难以实现低成本大面积制备等挑战性问题。针对这些问题，北京大学纳米化学研究中心的研究人员在高品质石墨烯薄膜可控生长的前期工作基础上，最近开发出一种新的卷对卷连续快速生长石墨烯薄膜的方法，设计并研制了可达到中试水平的石墨烯卷对卷化学气相沉积系统，通过对石墨烯成核与生长的调控，实现了大面积单层石墨烯薄膜在工业铜箔基底上卷对卷宏量制备。并开发了卷对卷热压印-电化学快速鼓泡转移方法，避免了铜箔刻蚀的常规转移工艺，实现了石墨烯从铜箔生长基底直接向工业用PET柔性透明塑料基底的连续化无损转移，从而制备了高品质石墨烯/PET柔性塑料电极。此工艺突破了大尺寸石墨烯薄膜的连续化生产瓶颈，还实现了铜箔的反复利用，与绿色、可持续工业生产工艺兼容，在降低工业生产成本、提高产能方面富有竞争优势。
在此基础上，研究人员在石墨烯快速转移过程中，将金属纳米线（银纳米线、铜纳米线等）网络直接封装在石墨烯与柔性塑料基底之间，批量制备了石墨烯/金属纳米线/PET的复合型柔性导电薄膜。测试表明，相对于单组分的石墨烯或者金属纳米线透明电极，石墨烯/纳米线/PET柔性透明电极显示出超高的导电性和透光性（表面电阻低至8欧姆/⃞，且透光性高达94%）、优异的机械柔性和抗剥离性能、出色的化学稳定性和抗蚀性，在恶劣的工作环境中具有优良的耐久性能，在下一代柔性电子和光电子领域有重大的潜在应用价值。与商品化的ITO电极相比，石墨烯/纳米线/PET柔性透明电极具有更高的导电性、透光性、机械强度和柔韧性，能够制成可以弯曲、折叠的光电器件。北京大学与斯坦福大学的研究人员合作，将石墨烯/纳米线/PET柔性透明电极应用于电致变色器件，成功制备了变色速度快、循环稳定性能好的柔性电致变色器件。这种连续卷对卷CVD生长-封装转移-无损剥离的快速制备石墨烯薄膜的方法突破了诸多技术瓶颈，实现了高品质石墨烯薄膜和高性能柔性透明电极的连续化和规模化生产，并降低了化学气相沉积生长法的生产成本，具有工业化生产的潜力。
研究人员已经将这项原型技术申请了专利，其研究成果发表在5月28日的《纳米快报》在线版上（Nano Letters, 2015, DOI: 10.1021/acs.nanolett.5b01531）。
（来源：北京大学化学与分子工程学院）
2. 中科大石墨烯外延生长原子尺度的机理研究取得新进展
近日，中国科学技术大学教授李震宇研究组与中国科大同行合作，在石墨烯外延生长原子尺度的机理研究方面取得新进展，首次揭示出在不同铜衬底上碳-碳二聚体是石墨烯生长的主要碳供给单元，解释了不同铜衬底上石墨烯生长中由不同的关键原子动力学过程所决定的微观机理，并预测了铜表面石墨烯不同生长形态（分维型或密集型）间相变的转变温度。该研究成果发表在5月28日的《物理评论快报》上（Phys. Rev. Lett., 2015, 114, 216102）。
利用化学气相沉积法在铜衬底上外延生长石墨烯是目前广泛采用的一种生长大面积、高质量单层石墨烯的方法。石墨烯样品的质量取决于一些关键的生长参数，包括生长温度、蒸气压、衬底形态和碳源等。揭示石墨烯外延生长的原子尺度机理，特别是其中各种动力学过程的相对重要性，对实现石墨烯非平衡生长的精确控制十分关键。不同的铜衬底中，因为（111）表面的几何结构与石墨烯相似，而（100）表面在铜箔中分布最多，所以这两种表面在石墨烯生长中广受关注。实验研究表明，在铜（111）表面石墨烯生长是扩散限制的，而在铜（100）表面是贴附限制的。当石墨烯岛足够大的时候，不同表面形成支链状或树枝状的分维形态还是形成密集形态的行为也不一样。迄今为止，对于这两种衬底上差异明显的生长行为的原子机理的理解仍然欠缺。甚至石墨烯成核生长过程中最基本的供给单元是碳单体，还是更大的碳聚合体，仍然没有明确的结论。
针对这些问题，研究人员利用多尺度计算模拟方法，结合第一性原理计算、动力学蒙特卡罗模拟和速率方程分析，系统地对比研究了在铜（111）和（100）衬底上石墨烯的生长动力学。结果表明，在这两种衬底上，碳-碳二聚体都比碳单体扩散快，并且更容易贴附到正在生长的石墨烯岛边缘。因此，在铜衬底上碳-碳二聚体是石墨烯生长的主要供给单元。此外，在铜（111）表面二聚体扩散能垒与贴附能垒相当，而在铜（100）表面贴附能垒远大于扩散能垒，导致石墨烯生长行为分别表现出扩散限制和贴附限制的特征。同时，他们还研究了碳-碳二聚体在石墨烯岛边缘的扩散行为，进而揭示了不同铜衬底上石墨烯不同生长形态（分维型或密集型）的形成机理，并预测了两种形态间相变的转变温度。该工作不仅为理解铜（111）和（100）衬底上石墨烯外延生长的原子机理提供了新思路，也有助于器件应用中石墨烯外延生长更加精确的控制。
（来源：中国科学技术大学）
3. 只需用激光照射树脂——莱斯大学开发出柔性超级电容器
美国莱斯大学利用石墨烯等开发出了柔性双电层电容器（也叫超级电容器）。相关论文5月15日在线发表于《ACS NANO》期刊上（DOI: 10.1021/acsnano.5b00436）。这种双电层电容器的特点是耐弯曲性出色。
莱斯大学的研究人员James Tour利用激光照射聚酰亚胺薄膜，在其表面形成了20 μm左右的与石墨烯片相连接的泡状材料，将这种材料用作双电层电容器的电极。电容密度为16.5 mF/cm2，毫不逊色于普通的双电层电容器产品。
James Tour利用这种材料制造双电层电容器的关键点是提前在聚酰亚胺薄膜上添加了硼酸。这样，与未添加硼酸时相比，电双层电容提高到3～4倍，放电容量提高到5～10倍。经测试，该双电层电容器即使充放电12000次，也能保持初始状态90%的电容量。另外，在耐久性测试中，即使弯曲拉伸8000次，性能也没有劣化。
（来源：日经技术在线）
4. 南开大学“可呼吸”电池研究获进展 石墨烯作空气电极
近日，南开大学化学学院周震教授课题组发现一种“可呼吸”二氧化碳电池。这种电池以石墨烯用作锂二氧化碳电池的空气电极，以金属锂作负极，吸收空气中的二氧化碳释放能量。相关研究成果发表于《德国应用化学》（Angew. Chem. Int. Ed., 2015, DOI: 10.1002/anie.201501214）。
可充电锂二氧化碳电池的构想迸发于课题组成员苏利伟博士三年前的一次实验。他发现，碳酸盐做锂离子电池负极储锂容量异常高，且在反应过程中产生二氧化碳气泡。此后博士生张彰开始建立锂氧气电池的研究平台，经团队成员反复实验，不断改进电极性能，首次将石墨烯用作锂二氧化碳电池的空气电极，表现出了优异的性能，可连续充放电20次以上。锂二氧化碳电池性能的改善得益于石墨烯的高导电性和大比表面积，为电化学反应提供了良好的场所。
目前尽管可充电锂二氧化碳电池的研究刚刚起步，基本原理尚未完全清楚，而且动力学性能和充放电循环能力很差，还需要继续深入研究。但专家们认为，该研究为推动二氧化碳在能源储存与转化领域中的应用，以及实现锂氧气电池向锂空气电池的飞跃具有重要意义。
（来源：科技日报，2015-5-19，第1版）
5. 石墨烯基体上定向生长无机纳米线（Graphene -templated directional growth of an inorganic nanowire）
Nature Nanotechnology, DOI: 10.1038/nnano.2015.36
在开发新型纳米器件和纳米复合材料时，将无机纳米材料有序排列石墨烯上是一个研究热点，若能成功实现这一目标，将会提高器件的功能。不过，由于石墨烯化学性质不活泼，因此很难精确的在其上面有序排列无机纳米材料。Lee 等人成功的在石墨烯表面定向生长出氰化金纳米线。他们在室温条件下依靠自组装的方法在石墨烯基底上直接生长出纳米线。第一原理计算表明，这种组装的动力来源于晶格匹配和与金原子的π相互作用。 （来源：新材料在线）
6. 大规模制备石墨烯材料被证可行
美国橡树岭国家实验室（ONRL）伊万·瓦拉斯欧克（Ivan Vlassiouk）领导的研究团队利用化学气相沉积（CVD）工艺制造出含有51毫米×51毫米、单原子厚、碳原子呈六角形排列的石墨烯的聚合物复合材料片材。此工艺能消除石墨烯片状集聚问题，在聚合物中可以用更少的石墨烯材料获得更好的导电效果。这一研究成果发表在5月27日的《ACS应用材料与界面》杂志上（ACS Appl. Mater. Interfaces, 2015, DOI: 10.1021/acsami.5b01367），有望使柔性电子迎来新时代，并改变对这种增强材料的认识及其最终应用的方式。ONRL能源与运输科学部成员Vlassiouk表示，此前石墨烯精湛的机械性能均表现在微观尺度上，通过该研究已经实现了更大尺寸石墨烯的制备，这大大扩展了石墨烯的潜在应用和市场。
7. 通过激光还原分散于液晶中的胶体氧化石墨烯获得三维成型的固态微结构（Three-dimensional patterning of solid microstructures through laser reduction of colloidal graphene oxide in liquid -crystalline dispersions）
Nature Communications, DOI: 10.1038/ncomms8157
石墨烯材料已经成为现代电子器件和光伏器件的重要组成部分。不过，尽管研发了很多生产方法，石墨烯材料的应用依然受到高成本，缺乏可扩展性和空间成型的限制。Senyuk等人用还原氧化石墨烯制备出三维功能化固态微结构，制备方法是依靠近红外激光来还原分散在液晶相中的石墨烯氧化物薄片。这种方法无需掩膜板，无需化学还原剂，并且在室温条件下即可加工。制备出的微结构有一定机械强度，尺度可从纳米到微米级别，可用于电子器件、光伏器件和显示器件等领域。 （来源：新材料在线）