清華大學(xué)材料學(xué)院朱宏偉教授課題組近年來專注于石墨烯材料的可控制備與性能研究,，研究問題涵蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),、光電轉(zhuǎn)換、柔性器件,、吸附過濾等領(lǐng)域,。該課題組通過調(diào)控石墨烯與其它材料的表/界面相互作用，探索了石墨烯在納米能源,、納米探測(cè)和納米環(huán)境應(yīng)用中的性能,。近日，朱宏偉課題組與北京大學(xué)微電子研究院李志宏教授,、國家納米科學(xué)中心李昕明博士等合作在石墨烯應(yīng)用技術(shù)方面取得進(jìn)展,，2篇研究論文和2篇綜述文章分別發(fā)表在《先進(jìn)功能材料》、《美國化學(xué)學(xué)會(huì)·納米》和《先進(jìn)材料》上,。文章第一作者分別為材料學(xué)院2012級(jí)博士生楊婷婷,、孫鵬展和2013年畢業(yè)博士生李昕明。
在論文《基于石墨烯編織網(wǎng)絡(luò)的傳感系統(tǒng)：機(jī)電行為與電子皮膚應(yīng)用》和《大面積超薄石墨烯薄膜的馬蘭戈尼自組裝及其高靈敏應(yīng)變傳感應(yīng)用》中,，朱宏偉課題組提出了一種實(shí)現(xiàn)石墨烯高靈敏柔性應(yīng)變傳感的新思路,，將石墨烯與超彈超薄高分子材料復(fù)合形成柔性、輕薄似紋身的應(yīng)變傳感器,。通過構(gòu)建傳感器陣列,，實(shí)現(xiàn)了感知分布式壓力的電子皮膚功能，可穩(wěn)定可靠探測(cè)脈搏,、語音等微弱生理信號(hào),，有望應(yīng)用于移動(dòng)醫(yī)療、可穿戴式設(shè)備等領(lǐng)域,。
在《石墨烯滲透膜的研究進(jìn)展：結(jié)構(gòu),、傳質(zhì)機(jī)制及潛在應(yīng)用》一文中，圍繞石墨烯材料獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其不同于傳統(tǒng)滲透膜材料的傳質(zhì)行為,，課題組綜述了石墨烯滲透膜材料傳質(zhì)特性的相關(guān)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)和理論結(jié)果,，對(duì)其在過濾、分離,、脫鹽,、質(zhì)子交換及能量存儲(chǔ)等方面的應(yīng)用進(jìn)行了展望。通過總結(jié)本課題組及其它小組的研究成果,，系統(tǒng)分析了三種石墨烯膜材料（理想石墨烯單晶膜,、納米孔石墨烯和氧化石墨烯滲透膜）的傳質(zhì)特性、潛在應(yīng)用及其面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。
《碳/硅異質(zhì)結(jié)太陽能電池的研究現(xiàn)狀與展望》一文,，結(jié)合課題組提出的碳/半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)光電模型,，綜述了碳/硅異質(zhì)結(jié)太陽能電池的研發(fā)過程和最新研究進(jìn)展，以增強(qiáng)太陽能電池性能為目標(biāo),，介紹了幾種關(guān)鍵的電學(xué),、光學(xué)設(shè)計(jì)技術(shù)（包括化學(xué)改性、界面鈍化,、減反涂層和表面毛化等）,，展望了碳/硅異質(zhì)結(jié)的潛在應(yīng)用和未來發(fā)展趨勢(shì)。該光電模型有望在便攜式器件和輕型薄膜產(chǎn)品中發(fā)揮多重關(guān)鍵作用,，在諸如智能手機(jī),、移動(dòng)設(shè)備和醫(yī)學(xué)監(jiān)控設(shè)備中作為新型能源。
