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本發(fā)明涉及一種可磁性分離回收的石墨烯復(fù)合二氧化鈦光催化劑及其制備方法。通過(guò)兩步水熱法合成，首先將石墨烯與磁性顆粒復(fù)合制備成磁性石墨烯，再與水熱法合成的二氧化鈦納米顆粒復(fù)合，制備出三元復(fù)合光催化劑，該催化劑由石墨烯、二氧化鈦、納米磁性顆粒三部分組成，磁性納米顆粒負(fù)載于石墨烯片層上形成磁性石墨烯，具有較大的比表面積，同時(shí)具有磁性；金紅石型二氧化鈦具有三維有序納米結(jié)構(gòu)，負(fù)載于磁性石墨烯片層上，形成磁性分離的石墨烯復(fù)合金紅石型二氧化鈦光催化劑，該催化劑具有大比表面積，納米顆粒具有磁性，可分離回收，具有高效催化性能。

簡(jiǎn)介：本發(fā)明公開一種超級(jí)電容器用相互連接且卷起的網(wǎng)狀石墨烯材料的制備方法，屬于新型炭材料技術(shù)領(lǐng)域。該方法是以蒽油為碳源，納米碳酸鈣為模板，氫氧化鉀為活化劑，加入N,N?二甲基甲酰胺使三者混合均勻后，置于管式爐中，在氬氣氣氛下加熱，直接制備得到目標(biāo)產(chǎn)物。本發(fā)明以廉價(jià)的碳酸鈣為模板，蒽油為碳源，制備的相互連接且卷起的超級(jí)電容器用網(wǎng)狀石墨烯電極材料具有容量高、可用能量密度大等優(yōu)點(diǎn)。該材料用作對(duì)稱型超級(jí)電容器電極材料，在BMIMPF6離子液體電解液中，0.05A/g電流密度下，其比容為256F/g，可用能量密度高達(dá)143Wh/kg，可以和鋰離子電池的能量密度相媲美。  

本發(fā)明提供一種基于石墨烯/介孔碳納米復(fù)合材料生物傳感器及其制備方法。本發(fā)明包括采用水熱合 成法制備石墨烯/介孔碳納米復(fù)合材料，將其作為吸附酶固載材料；采用生物傳感及電化學(xué)原理，通過(guò)將 絲網(wǎng)和噴墨印刷相結(jié)合的方法制作檢測(cè)試紙，絲網(wǎng)印刷用于印制導(dǎo)電線路，采用非接觸的噴涂方式將敏 感生物元件噴印到電極支持物上，其中噴涂材料的噴涂量和噴涂面積可以控制。納米復(fù)合載體材料是在 石墨烯片層的兩面生長(zhǎng)介孔碳，制成石墨烯/介孔碳復(fù)合材料，將其作為載體固載酶，與生

超導(dǎo)體臨界磁場(chǎng)是指在外加磁場(chǎng)下超導(dǎo)態(tài)轉(zhuǎn)變成正常態(tài)所需的磁場(chǎng)強(qiáng)度。它是超導(dǎo)的基本性質(zhì)之一，也是決定超導(dǎo)體應(yīng)用的一項(xiàng)重要指標(biāo)。第一個(gè)被發(fā)現(xiàn)的超導(dǎo)體——水銀，它的臨界磁場(chǎng)僅有幾十毫特斯拉。近年來(lái)人們發(fā)現(xiàn)，某些厚度僅有幾個(gè)原子層的薄膜可以在幾十特斯拉的磁場(chǎng)下保持超導(dǎo)，這大大超出了人們的預(yù)料。為了解釋這個(gè)現(xiàn)象，人們提出了伊辛配對(duì)機(jī)制，認(rèn)為這是由于這一類特殊材料的晶格不具備中心反演對(duì)稱性，參與超導(dǎo)配對(duì)的電子具有了鎖定的自旋取向所致。在此框架下，人們通過(guò)在非中心對(duì)稱的材料中尋找，又發(fā)現(xiàn)了多個(gè)具有巨大臨界磁場(chǎng)的超導(dǎo)體。然而，也有人認(rèn)為這完全是材料維度效應(yīng)所導(dǎo)致的，挑戰(zhàn)了伊辛配對(duì)機(jī)制。同時(shí)，伊辛超導(dǎo)理論的一個(gè)重要預(yù)言——臨界磁場(chǎng)的低溫發(fā)散行為也一直未被實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。最近，清華大學(xué)物理系張定副教授和薛其坤教授領(lǐng)導(dǎo)的中德合作團(tuán)隊(duì)，打破了此前理論的限制，首次在具有高對(duì)稱性的材料——錫烯薄膜中觀測(cè)到了數(shù)倍于理論預(yù)期的臨界磁場(chǎng)，并清晰地觀測(cè)到了溫度逼近絕對(duì)零度時(shí)臨界磁場(chǎng)的發(fā)散行為，給出了伊辛超導(dǎo)非常強(qiáng)的證據(jù)。北京時(shí)間3月13日，相關(guān)研究成果以《錫烯薄膜中的第二類伊辛配對(duì)機(jī)制》（“Type-II Ising pairing in few-layer stanene”）為題在線發(fā)表于《科學(xué)》（Science）上。圖1. 實(shí)驗(yàn)測(cè)得的錫烯超導(dǎo)中奇異的上臨界磁場(chǎng)行為。顏色代表樣品的電阻（紫色區(qū)間為正常態(tài)，深藍(lán)色區(qū)間為超導(dǎo)）。圓圈標(biāo)出了不同溫度下的上臨界磁場(chǎng)。實(shí)線和虛線代表了不同的理論模型，其中紅色為本工作中提出的第二類伊辛配對(duì)機(jī)制。左下和右上的示意圖分別畫出了錫烯的原子結(jié)構(gòu)和能帶。薛其坤教授研究團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期從事原子級(jí)可控的高質(zhì)量薄膜的制備和物性探索，在二維超導(dǎo)領(lǐng)域發(fā)現(xiàn)了單層鉛膜超導(dǎo)、單層鐵硒/鈦酸鍶界面高溫超導(dǎo)和雙原子層鎵膜超導(dǎo)的格里菲斯奇異性等。2018年，團(tuán)隊(duì)核心成員張定副教授等人首次發(fā)現(xiàn)灰錫薄膜—錫烯—具有超導(dǎo)電性（ 《自然-物理》Nature Physics, 14，344（2018）），隨后發(fā)現(xiàn)其面內(nèi)上臨界磁場(chǎng)超過(guò)了常規(guī)超導(dǎo)體的上限—泡利極限。為了進(jìn)一步深刻理解錫烯的二維超導(dǎo)特性，研究團(tuán)隊(duì)與德國(guó)馬普固態(tài)研究所的約瑟夫-福森（Joseph Falson)博士和尤根-斯密特（Jurgen Smet）教授合作，利用極低溫強(qiáng)磁場(chǎng)下原位旋轉(zhuǎn)測(cè)量技術(shù)，系統(tǒng)測(cè)量了不同厚度錫烯樣品在近乎整個(gè)超導(dǎo)溫度區(qū)間上臨界磁場(chǎng)的變化行為，發(fā)現(xiàn)上臨界磁場(chǎng)不僅超出泡利極限，而且在溫度逼近絕對(duì)零度時(shí)仍無(wú)飽和跡象，這是典型的伊辛超導(dǎo)行為。由于錫烯具有中心反演對(duì)稱性，這些行為不能用現(xiàn)有的伊辛超導(dǎo)理論解釋。為了理解這一令人困惑的現(xiàn)象，清華大學(xué)物理系徐勇副教授和北京師范大學(xué)劉海文研究員等開展了深入的理論研究。論文鏈接：https://science.sciencemag.org/content/early/2020/03/11/science.aax3873

我們通過(guò)對(duì)熱固性樹脂材料和其它一些助劑的篩選，配制了一種導(dǎo)電性能和耐水性良好，并可以在較低溫度下固化成膜的石墨導(dǎo)電膠，其性能達(dá)進(jìn)口產(chǎn)品的水平。已通過(guò)國(guó)防科工委的項(xiàng)目鑒定，達(dá)國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。

酞菁是一種具有優(yōu)異光電特性的廉價(jià)小分子半導(dǎo)體材料，但是其在常規(guī)有機(jī)溶劑中溶解性較差，且性能不佳，限制了其在有機(jī)憶阻器中的進(jìn)一步應(yīng)用。許宗祥課題組從分子設(shè)計(jì)層面出發(fā)，開發(fā)了在常規(guī)有機(jī)溶劑中具有高效分散特性的金屬酞菁納米線，通過(guò)溶液法制備出具有優(yōu)良紅外響應(yīng)特性的薄膜，并以此構(gòu)建有機(jī)憶阻器，該器件是首次報(bào)道具有高穩(wěn)定性和較強(qiáng)紅外響應(yīng)的有機(jī)憶阻器器件。

當(dāng)前半導(dǎo)體信息技術(shù)的飛速發(fā)展促使電子產(chǎn)品向高集成度、微型化、智能化、低功耗等方向發(fā)展, 最終的目標(biāo)是將功能單元實(shí)現(xiàn)在單一芯片化。無(wú)線通訊作為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的主要節(jié) 點(diǎn)，其關(guān)鍵技術(shù)性能取決于天線設(shè)計(jì)。目前無(wú)線通訊技術(shù)主要包括無(wú)線 RF433/315M、藍(lán)牙、 Zigbee、Z-ware、LoRa、4G/5G 等。目前 4G、5G 移動(dòng)通訊以及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的推廣與發(fā)展， 頻帶調(diào)制、信息互聯(lián)和高速數(shù)據(jù)傳輸對(duì)天線的設(shè)計(jì)要求愈來(lái)愈高。通訊天線的設(shè)計(jì)已經(jīng)從低 頻向高頻，從單一頻段向雙頻、三頻、四頻等多頻方向發(fā)展。然而目前的天線設(shè)計(jì)主要基于 半導(dǎo)體制備及可重構(gòu)技術(shù)，如開關(guān)切換天線的諧振點(diǎn)，及電壓調(diào)節(jié)改變天線的等效阻抗等， 來(lái)實(shí)現(xiàn)天線的多頻化。碳納米管和單層石墨烯的成功發(fā)現(xiàn)獲得開始吸引研究者的興趣。碳納米管和單層石墨烯 簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)、優(yōu)異的性能和極高的電子遷移率，被認(rèn)為是后硅 CMOS 時(shí)代最有競(jìng)爭(zhēng)力的電 子材料之一。由于碳納米管和石墨烯高電子遷移率、優(yōu)異的力學(xué)性能及天然柔性等優(yōu)點(diǎn)，隨 著微電子學(xué)、材料學(xué)和半導(dǎo)體制造工藝技術(shù)與凝聚態(tài)物理學(xué)等多個(gè)學(xué)科的不斷發(fā)展，通過(guò)新 型結(jié)構(gòu)和材料體系設(shè)計(jì)，柔性高頻碳納米管和石墨烯天線已成為可能，并進(jìn)一步縮小系統(tǒng)占 用空間，提高器件集成度和高性能的重要發(fā)展趨勢(shì)。課題組在國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目資助下，結(jié)合合作團(tuán)隊(duì)的研究?jī)?yōu)勢(shì)，以碳納米管和石 墨烯的優(yōu)化與制備為基礎(chǔ)，優(yōu)化器件結(jié)構(gòu)與尺寸設(shè)計(jì)，結(jié)合 HFSS 電磁仿真模擬，研發(fā)出可 應(yīng)用于無(wú)線通訊的新型柔性高頻天線。課題組在過(guò)去幾年中分別在高質(zhì)量碳納米管和石墨烯 的高頻應(yīng)用、性能測(cè)試、高性能射頻天線調(diào)控機(jī)理研究等方面積累的豐富材料和物理經(jīng)驗(yàn)， 對(duì)研究多頻帶可調(diào)諧石墨烯天線奠定了前期基礎(chǔ)。由于目前國(guó)內(nèi)外尚無(wú)同類產(chǎn)品，隨著柔性可穿戴產(chǎn)品的不斷上市，柔性高頻天線的需求也會(huì)越來(lái)越迫切，因此本成果具有較大的推廣空間。

本發(fā)明提供一種柔性驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括驅(qū)動(dòng)單元、力放大單元、控制單元和儲(chǔ)能單元。驅(qū)動(dòng)單元通過(guò)鑲嵌有單向軸承的力放大單元放大輸出力作用于儲(chǔ)能單元。驅(qū)動(dòng)單元通過(guò)不斷往復(fù)運(yùn)動(dòng)將能量輸入儲(chǔ)能單元中，當(dāng)儲(chǔ)能單元中的彈性能達(dá)到所需的要求時(shí)，通過(guò)通信單元遙控控制單元將儲(chǔ)能單元中儲(chǔ)存的彈性能一次性釋放出來(lái)，以實(shí)現(xiàn)步行、爬行、滾動(dòng)、跳躍、突進(jìn)多種功能以及功能之間的相互切換。本發(fā)明采用智能軟材料作為驅(qū)動(dòng)器，其機(jī)電轉(zhuǎn)換效率高，能量密度大，噪音低。并且大部分的結(jié)構(gòu)都可以使用柔性材料進(jìn)行替代，抗破壞能力強(qiáng)；同時(shí)柔性驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)與不同外殼的組合可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)步行、爬行、滾動(dòng)、跳躍、突進(jìn)多種功能，可以應(yīng)用于機(jī)器人，玩具，能量收集等多方面。

中試階段/n透明導(dǎo)電薄膜是平臺(tái)式材料，是光電產(chǎn)業(yè)上游重要產(chǎn)品。柔性透明導(dǎo)電薄膜可以用于大尺寸柔性觸控，柔性顯示與照明、薄膜太陽(yáng)能電池，可穿戴設(shè)備等戰(zhàn)略性新興柔性光電子產(chǎn)業(yè)，解決陶瓷基透明電極面臨主要成分的資源短缺和固有的脆性等不利因素，在相關(guān)領(lǐng)域取代ITO薄膜及金屬網(wǎng)格。本項(xiàng)目開發(fā)從材料到薄膜加工工藝的全鏈條技術(shù)，開發(fā)一系列面向不同光電器件需求的產(chǎn)品。目前，團(tuán)隊(duì)通過(guò)第三方機(jī)構(gòu)認(rèn)證的樣品透過(guò)率導(dǎo)電性耐彎折特性處于國(guó)際先進(jìn)水平。目前，正在進(jìn)行小試階段的研發(fā)工作，高純?cè)虾筒糠盅b備可國(guó)產(chǎn)化。

透明柔性電子皮膚是一種基于少壁碳納米管取向陣列/高分子復(fù)合薄膜的通用器件結(jié)構(gòu)，能夠監(jiān)測(cè)人體關(guān)節(jié)的彎曲以及拉伸情況。在柔性高分子基底上平鋪一層少數(shù)壁碳納米管取向陣列的透明薄膜，再涂覆一層超薄的彈性高分子以形成表面光滑的碳納米管復(fù)合材料，蒸鍍上電極后即完成柔性電子皮膚的制備。測(cè)試彎曲電子皮膚的在不同電壓下的電學(xué)特性，顯示其為歐姆特性，而且電流大小與電子皮膚的彎曲角度呈現(xiàn)出高靈敏度、高度可重復(fù)的線性響應(yīng)，即使彎曲上萬(wàn)次仍能保持