硅基晶體管的集成正在接近工藝物理的極限，而具有超高載流子遷移率的石墨烯有望成為下一代主流芯片材料。石墨烯納米帶中存在由量子效應引入的帶隙，使之具有獨特的電學(xué)性能，可以克服石墨烯本身半金屬特質(zhì)帶來(lái)的不便，更適用于集成電路的制造。

美國哈佛大學(xué)與麻省理工學(xué)院的研究人員合作，首次在弱磁場(chǎng)下觀(guān)察到扭曲的雙層石墨烯的奇異分數態(tài)。這項研究發(fā)表在15日的《自然》雜志上，為未來(lái)的量子設備和應用鋪平了道路。

研究析氫反應（HER）催化劑用于高效產(chǎn)氫有助于緩解能源危機、實(shí)現碳達峰和碳中和的戰略目標。Pt/C被認為是高效的HER催化劑，然而，由于資源稀缺、成本高以及可能引起重金屬污染，限制了其大規模應用。

自2018年華為Mate 20X手機率先使用石墨烯膜散熱技術(shù)后，國內主流手機廠(chǎng)商紛紛在旗艦機型中使用石墨烯膜。據不完全統計，2020年二季度到2021年二季度，我國使用石墨烯導熱膜的手機銷(xiāo)量接近2900萬(wàn)部，石墨烯膜累計用量約130萬(wàn)平方米。

石墨烯，被稱(chēng)為“材料之王”，導電性、導熱性等方面性能優(yōu)異，在眾多產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域具有廣泛應用前景。然而，這一代表未來(lái)發(fā)展方向的新材料，此前也遭遇了科研成果產(chǎn)業(yè)化“最后一公里”梗阻。剖析原因，關(guān)鍵在于成本——由于相關(guān)產(chǎn)業(yè)尚未成熟，動(dòng)輒每公斤上萬(wàn)元的價(jià)格，讓不少企業(yè)對石墨烯“望而卻步”。

在今年8月召開(kāi)的“全球IEEE（電氣和電子工程師協(xié)會(huì )）國際芯片導線(xiàn)技術(shù)會(huì )議”上，IMEC（歐洲微電子研究中心）提出了四種延續摩爾定律、打破2nm芯片物理極限的方法。這幾種方法無(wú)一不是建立在了使用“石墨烯材料”的基礎之上。經(jīng)過(guò)討論，專(zhuān)家組最終達成一致，將石墨烯定位下一代新型半導體材料，將碳基芯片定義為下一個(gè)芯片時(shí)代的主流。

9月26日，由中國國際智能產(chǎn)業(yè)博覽會(huì )組委會(huì )主辦的2021中國(重慶)石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展高峰論壇在渝舉行。來(lái)自石墨烯領(lǐng)域的院士專(zhuān)家以“前沿材料應用，智能高端轉型”為主題，圍繞石墨烯材料的制備技術(shù)、電子信息應用技術(shù)和儲能應用技術(shù)等問(wèn)題進(jìn)行了深入研討。

自碳納米管被發(fā)現30年來(lái)，我國研究水平基本上與世界先進(jìn)水平并駕齊驅?zhuān)⒃诓糠诸I(lǐng)域處于世界領(lǐng)先。碳納米管導電劑一改我國鋰電池企業(yè)導電劑依賴(lài)進(jìn)口的局面;碳納米管薄膜成功用于高端戶(hù)外保暖服以及醫療康復等產(chǎn)業(yè);基于半導體型碳納米管的集成電路和顯示器背板驅動(dòng)器件也被開(kāi)發(fā)出來(lái)……

具有三維立體結構的碳網(wǎng)絡(luò )可由二維的石墨烯薄片彎曲形成，只要彎曲得當，它會(huì )顯示出不同于石墨烯的優(yōu)異特性。然而，要弄清相關(guān)機理則必須將局部結構和材料整體特性結合起來(lái)進(jìn)行全面系統的解析。該團隊利用上述模擬技術(shù)使局部結構中的幾何性扭曲及不穩定性等因素數值化，計算出這些因素對材料整體特性的影響。研究人員按照數學(xué)計算結果制作碳網(wǎng)并進(jìn)行了催化作用驗證，結果證明確實(shí)有效。相關(guān)論文發(fā)表于國際科學(xué)雜志《Carbon》。

據外媒報道，堪薩斯州立大學(xué)工業(yè)和制造系統工程副教授Suprem Das領(lǐng)導的研究團隊與大學(xué)物理學(xué)杰出教授Christopher Sorensen合作，展示了制造基于石墨烯的納米墨水的潛在方法，以柔性和可打印的電子產(chǎn)品的形式添加制造超級電容器。

來(lái)自新加坡南洋理工大學(xué)和美國萊斯大學(xué)的一個(gè)聯(lián)合研究團隊發(fā)現六方氮化硼(h-BN)具有石墨烯十倍的抗斷裂能力，并找出了其抗斷裂能力突出的關(guān)鍵原因。相關(guān)研究成果發(fā)表在近期的《自然》雜志。

據外媒報道，來(lái)自加州大學(xué)伯克利分校(UC Berkeley)的科學(xué)家展示了石墨烯的另一種用途，即將其作為一種先進(jìn)傳感器的基礎進(jìn)而讓來(lái)自活細胞和組織的電信號實(shí)現成像。據悉，該團隊的“石墨烯相機”被用來(lái)記錄跳動(dòng)的心臟的電活動(dòng)，當涉及到大腦時(shí)，其還可以開(kāi)辟出新的感知能力。

新研發(fā)的智能化制備平臺，實(shí)現了自動(dòng)化控制與管理，整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程不排放廢液、廢渣，合成的粉體純度高，不需要二次純化步驟，原料利用率接近100%。

蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的研究人員已經(jīng)成功地將特別準備的石墨烯薄片通過(guò)施加電壓變成絕緣體或超導體。這項技術(shù)甚至可以在局部發(fā)揮作用，這意味著(zhù)在同一個(gè)石墨烯薄片上，可以同時(shí)實(shí)現完全不同的物理特性。

在自旋電子學(xué)中，電子的磁矩（自旋）被用來(lái)傳輸和操縱信息。一個(gè)超緊湊的二維自旋邏輯電路可以由二維材料構建，它可以遠距離傳輸自旋信息，也可以提供電荷電流的強自旋極化。格羅寧根大學(xué)（荷蘭）和哥倫比亞大學(xué)（美國）的物理學(xué)家的實(shí)驗表明，磁性石墨烯可以成為這些二維自旋邏輯設備的最終選擇，因為它可以有效地將電荷轉換為自旋電流，并且可以長(cháng)距離傳輸這種強自旋極化。