《科學通報》2025年9月下旬刊(“石墨烯材料的制備與應用專題”）| 文章速遞

封面中石墨烯單晶晶圓代表化學氣相沉積(CVD)外延生長的突破, 為晶圓級高性能電子與光電子器件奠定基礎. 石墨烯纖維則代表石墨烯/碳化硅復合材料在導電、散熱與高頻器件中的應用潛力. 右上方的風機葉片突出石墨烯在輕質高強復合材料與綠色能源中的價值. 下方的球形顆粒展示了高溫CVD制備的蒙烯銅粉, 其優異抗氧化性能拓展了電子漿料和電接觸材料前景. 背景中多孔結構負載金屬納米顆粒呼應石墨烯在貴金屬吸附與回收中的研究進展, 展現資源循環與環境可持續應用潛力. 封面整體以金色蜂窩晶格為背景, 象征石墨烯的原子級結構之美及其跨越能源、電子、催化與環境領域的廣闊應用前景. 詳見本期專題.

悅讀科學

于幫魁, 黃漢民

洪惠真, 徐志康, 鮑曉軍, 朱海波

鈣鈦礦太陽能電池缺陷的飽和鈍化

王思思, 王睿

張嘉俊, 李佳夢, 楊仕隆, 杜衛國, 葉銀子

成娟, 孫路明, 漆洪波, 張建祥

靶向p53突變體的癌癥治療策略

馬淑文, 謝松波

北極放大效應加劇北冰洋脫氧

吳瀛旭, 蔡衛君, 陳立奇, 祁第

骨架間導電薄膜增強導電泡沫的多功能性能: 電磁屏蔽、傳感與熱管理

梁熠婷, 張長亮, 孫新, 賀軍哲, 李旭峰, 于榮海, 水江瀾, 潘曹峰, 劉曉芳

亮點述評

早發性精神分裂癥和孤獨癥腦指紋: 相似而不同

段旭君

氣候變暖背景下加劇的陸-氣耦合驅動熱浪熱點區西遷

黃建平

觀點

醫學大模型的構建: 技術、挑戰與發展

李岳峰, 趙韡

基于生成式大模型的技術邏輯, 從模型化、自動化和標準化的思路, 構建了醫學大模型的總體架構, 核心內容包括語料/數據、模型與算法、算力與工具、應用與評估等方面. 從醫學倫理和數據模型安全的角度, 提出醫學大模型所面臨的語料質量、算法偏見、數據隱私泄露、模型幻覺和技術能力等風險挑戰及其應對策略. 未來發展趨勢是確保智能化、規范化、可及性和公平性, 在部分診療業務AI應用的基礎上, 產生AI智能體醫生, 甚至AI智能體醫院, 逐步實現從語言智能到行為智能, 再到倫理智能, 形成負責任、賦能和普惠的醫學大模型.

異體CAR-T治療從血液腫瘤到自身免疫病的范式轉換——機遇與挑戰并存

張曉慧, 樊勇, 程俊濤, 張卓莉

CAR-T療法憑借血液腫瘤治療的成功, 正迎來向自身免疫病領域的范式革命——從“腫瘤清除”轉向“免疫重建”. 徐滬濟、林進團隊利用基因編輯異體CAR-T(TyU19)，在難治性免疫介導壞死性肌病、系統性硬化癥及系統性紅斑狼瘡治療中取得突破性進展, 實現疾病的深度、持久緩解, 開辟了“中國路徑”. 本文深入探討異體CAR-T療法帶來的深度免疫重建與持續無藥緩解這一顛覆性機遇, 剖析臨床應用核心挑戰, 并展望未來發展路徑.

中醫體質與腸道微生物群互作: 理論框架與未來展望

倪喆鑫, 沈磐, 沈歆, 周維, 高月

本文探討了中醫體質理論與腸道微生物群的內在關聯, 解析九種體質類型的生理特征與菌群組成/功能的對應關系, 揭示“菌種-代謝物-信號通路”調控網絡在體質形成中的作用, 提出基于微生物組學的體質評估與精準干預策略, 為中醫理論現代化提供科學依據.

人工智能在氣象預報中的突破性進展與科學價值

畢馨元, 代刊

人工智能(AI)正引發氣象預報領域的深刻范式變革. 本文梳理了近年來AI在短臨和中短期天氣預報中取得的突破性進展, 深入探討了數據驅動與物理機制融合、可解釋性、不確定性量化等關鍵科學問題, 并展望了AI在推動氣象科學新發現、促進地球科學學科交叉融合、牽引AI自身技術發展等方面所蘊含的重要科學價值.

石墨烯材料的制備與應用專題

編者按

石墨烯材料的可控制備與應用探索

劉忠范, 尹萬健, 林立

進展

石墨烯對貴金屬的吸附及回收研究進展

高一波, 韋劍鴻, 蘇陽

貴金屬高效回收對其可持續發展意義重大. 本文聚焦石墨烯等二維納米材料, 綜述它們獨特的二維表面對貴金屬離子的吸附現象與機制, 探討其在電子垃圾等固體廢物中回收貴金屬的重要應用, 展望其在實際應用中的前景與挑戰, 為二維材料助力資源可持續發展提供新視角與思路.

評述

過渡金屬襯底上石墨烯的制備與調控

吳欣蕾, 裴浩楠, 梁雪峰, 董際臣, 張磊寧

石墨烯自2004年被發現以來, 憑借其卓越的二維特性, 在電子器件和能源存儲等領域展現出巨大潛力. 制備決定未來. 本文對石墨烯在過渡金屬襯底上的化學氣相沉積生長進行了綜述, 分析了金屬在生長過程中的作用, 并探討了不同金屬對石墨烯生長行為和形貌的影響.

石墨烯單晶晶圓的化學氣相沉積外延生長

邵家新, 葛昀宋, 賈開誠, 劉忠范

作為連續態石墨烯薄膜的典型代表, 石墨烯單晶晶圓的可控生長一直是石墨烯制備的前沿方向, 有望推動新一代高性能電子與光電子器件的發展. 本文綜述了近年來不同襯底上石墨烯單晶晶圓制備的研究進展以及規模化制備方面的最新成果, 并展望了其未來的發展方向.

微波法制備石墨烯: 原理、研究進展與挑戰

田文柔, 郭昕苑, 焦巖巖, 李兆龍, 高照, 高振飛, 張錦

本文系統梳理、歸納和總結了微波輔助制備石墨烯的研究進展, 對各種方法的原理、工藝參數、優缺點及其在相關領域的應用情況進行了全面闡述, 剖析了其面臨的挑戰、存在的問題及發展趨勢, 旨在為未來微波制備石墨烯的研究及應用提供指導和參考.

石墨烯/碳化硅復合材料的制備: 氣體不可忽視的作用

王文虎, 馬溪平, 宋雨晴, 劉忠范

當今時代已接近摩爾指數路線圖的終點, 也正是半導體工業領域對新材料探索的起點. 擁有無與倫比的物理化學性質的石墨烯, 耦合第三代半導體材料——碳化硅, 已然成為新興電子器件領域有力的“競爭者”. 石墨烯/碳化硅復合材料的制備不是一蹴而就, 但其巨大的潛力和顛覆未來的可能令人十分期待.

二維氮化碳(C

y

梁家毓, 袁清紅

本文聚焦新興二維碳氮材料, 構建“結構-性質-應用”全鏈條分析框架, 系統揭示了材料的結構調控機制及其多維性能演化規律, 深入探討了其在能源、環境和電子器件領域的應用潛力, 為該領域的基礎研究與應用開發提供了全面的科學指導.

論文

高溫重熔化學氣相沉積制備球形蒙烯銅粉

武文鑫, 馮慶康, 武旭紅, 趙一灃, 張思潔, 時志遠, 郭新立, 于慶凱

具有高球形度、高流動性和高抗氧化性的球形銅粉在增材制造、柔性電子等領域受到廣泛關注. 本文提出高溫重熔化學氣相沉積技術, 耦合粉體球化和石墨烯生長過程, 一步實現高球形度銅粉制取及銅表面高質量石墨烯薄膜包覆. 該技術有望成為規模化制備高性能球形銅粉的通用方法.

蒙烯玻璃纖維織物及其紅外輻射加熱應用

蘇清旭, 亓月, 劉忠范

本文將石墨烯和玻璃纖維的優勢相結合, 通過化學氣相沉積策略, 制備了一種新型的蒙烯玻璃纖維織物. 它具備優異的紅外輻射特性, 突破了傳統熱輻射材料的局限, 大大提升了電熱輻射轉換效率, 有望成為新一代輕質、高效、節能的柔性電加熱材料, 在工業烘干、防除冰等領域展現出巨大的應用潛力.

自然科學基金項目進展專欄

評述 / 地球與環境科學

磁暴和亞暴研究進展與展望

戴磊, 王赤, 任勇, 朱明惠, 王旭, 王彤輝, 王開來, 段素平, 楊曉超, 張永存, 何兆海, 郭孝城, 李暉, 唐斌斌, 孫天然,張佼佼, 楊忠煒, 何茂盛, 符慧山, 於益群, 周煦之, 樂超, 汪珊, 何飛, 陶鑫, 湯朝靈, 劉建軍

2024年5月, 近20年來最強磁暴引發我國多地罕見低緯極光, 成因尚無定論. 本文聚焦磁暴-亞暴研究進展與前沿問題, 提出“磁層對流演化驅動電流體系”假說與研究框架, 旨在統一理解磁暴-亞暴的演化機制. 未來太陽風-磁層相互作用全景成像衛星(SMILE)、多尺度磁層星座探測計劃(AME)等可為該框架驗證提供關鍵觀測支撐.

評述

醫學科學

常見重癥呼吸系統疾病的流行現狀及其環境風險因素研究進展

苗東, 王力傲, 葉曉磊, 李京宴, 侯云生, 白新鳳, 田英平

本文梳理了三種常見重癥呼吸系統疾病在人群中的流行現狀, 總結分析了氣候氣象因素和生態健康因素這兩大類核心環境驅動因素在疾病發展過程中的誘發作用, 特別關注了電子煙、三手煙、霉菌等新興室內隱匿性空氣污染源. 還提出了通過公眾教育、政府決策支持和科技賦能等手段來提升防控效能的策略, 為構建韌性呼吸系統疾病防控體系提供科學依據, 助力“健康中國2030”目標的實現.

快訊

地球與環境科學

云南舊石器中期基納技術的發現與中國尼安德特人問題討論

肖培源, 阮齊軍, 賈真秀, 夏歡, 張東菊, 李浩, 陳發虎

距今約30~4萬年的舊石器時代中期見證了古人類與石器技術的發展和進步. 東亞曾被認為缺乏該時期典型技術, 但近年來的發現揭示了東亞石器技術與人類演化的復雜性. 本文系統介紹東亞首例基納技術, 并探討其對理解東亞古老型人類時空分布與技術交流的意義.

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