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一、 研究背景
在交通、信息技术与医疗保健等领域的快速发展推动下,储能与便携设备的需求激增,对电化学技术提出了更高要求。当前,电池和超级电容器普遍面临能量密度低、倍率性能受限、循环寿命不足问题,电化学传感器亦受制于检测速度和重现性等瓶颈。电极基底材料在性能提升中发挥关键作用。然而,传统金属及其合金材料因易腐蚀、密度大且柔韧性差,难以满足新一代电化学器件的性能需求。石墨烯组装膜凭借其可将石墨烯本征优势跨尺度传递至宏观结构的特性,成为构筑高性能电极的新兴研究方向,在储能与传感等领域展现出巨大应用潜力。但其结构稳定性差等关键问题仍亟待解决,亟需深入探索其可控制备、结构性能调控及多场景应用,以推动电化学技术的持续发展。
二、 工作简介
近期,武汉理工大学何大平团队《新型炭材料(中英文)》(New Carbon materials)上发表最新综述文章“A review of graphene assembled films as platforms for electrochemical reactions”。本文全面阐述了石墨烯组装膜在电化学系统中的应用和优势,强调了它们对能源存储和传感器技术的重要影响。作者首先阐述了石墨烯组装膜的制备方法,包括蒸发诱导逐层自组装、喷涂、旋涂、高温热还原、化学气相沉积(CVD)、湿法纺丝和真空过滤,并对其各自的优缺点进行了系统分析。重点研究了通过高温热还原制备的自组装石墨烯组装膜的微观结构形貌和物理性质,并对其电导率进行了比较评估。随后,作者系统地回顾了石墨烯薄膜在电池、超级电容器和电化学传感器等方面的应用进展(如下图),强调了其对电极活性材料在电荷存储能力、离子扩散动力学和传感灵敏度方面的性能提升。最后,对未来的研究方向进行了展望,探讨了石墨烯组装膜在可扩展生产、缺陷工程以及下一代电化学器件的多功能集成等方面面临的挑战。
三、 文章信息
Zhu Yong-fang, Ji Xiao-dong, Pan Wen-kai, Wu Geng, Li Peng, Liu Bo, He Da-ping. A review of graphene assembled films as platforms for electrochemical reactions[J]. New Carbon Materials, 2025, 40(3): 518-538.
朱永芳,吉晓东,潘文凯,吴耕,李鹏,刘波,何大平. 石墨烯组装膜作为电化学反应平台的研究进展[J].新型炭材料(中英文), 2025, 40(3): 518-538.
DOI: 10.1016/S1872-5805(25)60992-9
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