由納米尺度的基本單元出發制備宏觀高性能材料是納米科技領域的重要方向，也是將自組裝科學推進到現實材料應用的重要途徑。近十年來，在高性能纖維領域，碳納米管的發現將纖維的綜合性能推進到了全新的高度。自2004年石墨烯這一新型碳二維納米材料的發現開始，它超高的強度、良好的韌性、優良的導電率以及最高的熱導率等優異的物理性質決定了石墨烯可以作為一種理想的二維納米構筑單元來制備宏觀高性能材料。2011年，氧化石墨烯液晶的發現引發了制備石墨烯宏觀有序材料的熱潮。從氧化石墨烯液晶出發，浙江大學高超研究小組實現了石墨烯纖維的連續制備，為高性能纖維家族增添了一個極具潛力的新成員。
最近，該課題組進一步制備了大片的氧化石墨烯，利用上海光源X射線小角散射（SAXS）線站同步輻射SAXS實驗技術，確認了其溶液中內部的有序結構。研究人員從大片氧化石墨烯液晶出發制備了超強的連續石墨烯纖維（圖1右3）。石墨烯的大尺寸會減少石墨烯片層邊緣之間疊合帶來的缺陷，同時優化的“濕拉”紡絲工藝實現了石墨烯片沿纖維軸向的致密規整排列。在石墨烯纖維制備過程中，通過SAXS表征了氧化石墨烯液晶紡絲原液中三維方向取向到氧化石墨烯凝膠纖維中沿纖維軸向取向的結構演變（圖2）。通過引入二價金屬離子交聯結構將石墨烯纖維強度提升至0.5GPa，這是目前所報道的純石墨烯材料強度的最高值。這種石墨烯纖維在具有超高強度的同時還兼具良好的導電性和柔韌性，其導電能力在彎曲-伸直1000次后沒有任何減弱，預示著石墨烯纖維這一新品種高性能纖維材料在多功能織物、柔性可穿戴傳感器、超級電容器、輕質導線等領域有廣泛的應用前景。該成果發表在《先進材料》上（Advanced Materials，2013，25，188-193），文章發表后被“Materials Views China”以《由石墨制取超強連續石墨烯纖維》為題進行亮點評價。
圖1：從石墨制備石墨烯纖維
圖2：大片氧化石墨烯紡絲液和凝膠纖維的二維SAXS圖
中國科學院上海微系統與信息技術研究所研究員王浩敏團隊聯合上海師范大學副教授王慧山，首次在實驗中直接證實了鋸齒型石墨烯納米帶（zGNRs）的本征磁性，加深了對石墨烯磁性性質的理解，也為開發基于石墨烯的自......
富勒烯（C60）因獨特的光電、催化和潤滑性能而備受關注。但是，C60在強相互作用的金屬表面難以形成有序的聚合物結構。因此，如何捕捉到C60聚合過程中的關鍵中間體并實現可控轉化是材料合成領域的挑戰。近日......
富勒烯（C60）因獨特的光電、催化和潤滑性能而備受關注。但是，C60在強相互作用的金屬表面難以形成有序的聚合物結構。因此，如何捕捉到C60聚合過程中的關鍵中間體并實現可控轉化是材料合成領域的挑戰。近日......
近日，中國科學院蘭州化學物理研究所的科研團隊與瑞士巴塞爾大學、奧地利薩爾茨堡大學的學者攜手，在富勒烯（C60）的研究上取得了重大進展，成功揭示了富勒烯如何轉化為石墨烯（一種由單層碳原子組成的二維材料，......
智能膜與主動分離技術是膜研究的新興領域，能夠在外界刺激下實現分離性能的可逆調控。近日，清華大學深圳國際研究生院副教授蘇陽、山東理工大學副教授趙金平、大連理工大學副教授張寧等合作發現，將氧化石墨烯和石墨......
荷蘭代爾夫特理工大學科學家首次在無需外部磁場的條件下，觀測到石墨烯中的量子自旋流。這一突破性發現為自旋電子學的發展提供了關鍵支持，標志著向實現量子計算和先進存儲設備邁出了重要一步。相關成果發表于最新一......
在一項具有開創性意義的國際合作研究中，美國亞利桑那大學研究團隊展示了一種利用持續時間不到萬億分之一秒的超快光脈沖來操縱石墨烯中電子的方法。通過量子隧穿效應，他們記錄到了電子幾乎瞬間繞過物理屏障的現象，......
中國科學院合肥物質科學研究院固體物理研究所王振洋團隊根據“3D打印結構設計-激光界面工程-跨尺度性能調控”設計思路，開發出具有高各向異性導熱比、高光熱/電熱轉換效率兼具良好疏水性和機械性能的石墨烯/聚......
廣東省科學院生態環境與土壤研究所流域水環境整治綠色技術與裝備團隊聯合美國麻省大學教授邢寶山團隊在石墨烯環境毒性機制研究領域取得重要進展。他們首次揭示腐殖酸吸附對石墨烯增強芽孢桿菌毒性的分子機制。近日，......
圖1上半部分：真實原子中的(a)未雜化的軌道和(b)sp2軌道雜化示意圖;下半部分：人造原子中的(c)圓形勢場和(d)橢圓形勢場示意圖圖2(a,b)數值計算的雜化態(θ形和倒θ形);(c,d)實驗觀測......