1. 新方法使石墨烯同时具有电、磁两性
石墨烯是六角晶格的碳原子所组成的单层片材料。它具有许多优良的性质，却不具有磁性。虽然通过磁性掺杂可以使石墨烯具有磁性，但石墨烯自身的电子特性易受到杂质的破坏。
日前，加州大学河滨分校的物理学家团队创造性地发现了一种磁性石墨烯的制备方法，并可保留其电子特性。他们通过把石墨烯紧密靠近磁性绝缘体使其具有了磁性。
该项目的负责人Jing Shi 表示，磁性石墨烯独特的电子性质将引发新奇的量子现象，也会促进更加先进和多功能化的电子器件的发展。相关成果发表在1月7日出版的《物理评论快报》上（Phys. Rev. Lett., 2015, 114, 016603）。
研究中用到的磁性绝缘体材料是该实验室利用激光分子束外延技术制备出的钇铁石榴石。研究人员将单层石墨烯膜放置在具有原子级平整度的钇铁石榴石上表面，发现钇铁石榴石磁化了石墨烯。简而言之，石墨烯向钇铁石榴石“借得了”磁性。
研究人员选用钇铁石榴石作为基体材料是因为铁等一些磁性材料会降低石墨烯的导电性，而钇铁石榴石是电绝缘体，不会干扰石墨烯的电子传输能力。通过简单的放置处理而非磁性掺杂，确保石墨烯出色的电输运特性保持不变。
该研究小组将石墨烯置于一个外加磁场内，结果发现石墨烯的霍尔电压（导体置于磁场中时产生的与电流方向垂直的电压）与钇铁石榴石的磁化强度呈线性关系（这种现象称为反常霍尔效应，出现在如铁和钴等磁性材料中），由此他们确定石墨烯具有了磁性。（摘编自新材料在线）
2. 五边形石墨烯：碳的一种新同素异形体
近日，中、美、日三国科学家在《美国国家科学院院刊》上发表了一篇论文（PNAS, 2015, 112(8), 2372–2377, DOI: 10.1073/pnas.1416591112），预言了一种五边形结构的石墨烯材料。这种以碳五元环为结构基元构成的二维结构可望成为一种全新的碳材料，一旦制备出来，某些方面性能可能会超越导体石墨烯，在电子学、生物医学和纳米技术等领域具有广泛的应用前景。
研究团队通过深入的计算模拟研究发现，只用碳五元环也可以构成准二维的亚稳碳结构，其投影类似于一种名为“开罗五边形瓷砖”(Cairo pentagonal tiling)的装饰图案，他们将这一新的二维结构命名为“penta-graphene”（五边形石墨烯）。
此前已经发现的碳材料大多是以碳六元环作为主要结构基元而构成，有的时候与五边形相互联结，后者通常被认为是拓扑缺陷，仅以碳五元环为结构基元而构成的碳材料一直没有发现，而新材料完全是二维五边形碳同素异形体。这一发现丰富了人们对碳结构的认识。目前，这一新型的碳同素异形体五边形石墨烯已被“维基百科”收录。
分子动力学模拟提示，五边石墨烯能耐727℃高温，且具有可与石墨烯媲美的超高力学强度。同时，五边形石墨烯还具有一个大的内秉带隙，这一特性可使基于五边形石墨烯的半导体容易打开和关断，而不需要像石墨烯那样通过化学或物理的修饰来打开带隙，这也是石墨烯在电子器件应用受阻的阻碍之一。此外，这种五边形石墨烯不仅可以卷成以五元碳环为结构基元的半导体碳纳米管，还可堆叠成稳定的三维碳块体结构，且这种三维碳材料具有比碳T12相更大的带隙和较大的体弹性模量。（摘编自北京大学应用物理与技术研究中心）
3. 韩国研究人员开发出完全由石墨烯组成的3D打印纳米结构
2015年1月7日，韩国电工研究所(KERI)研究团队在《先进材料》上发表了使用纯石墨烯材料3D打印纳米结构的方法（Adv. Mater., 2015, 27, 1, 157, DOI: 10.1002/adma.201404380）。该方法使用拉伸的油墨弯液面制作出3D结构的还原石墨烯(rGO)纳米线。与大多数使用线材或粉末做材料的3D打印方法不同，KERI的方法更加精细。“这种方法(指拉伸油墨弯液面法)使我们能够实现比喷嘴孔径更精细的打印结构，从而实现纳米结构的制造。”该研究团队负责人Seung Kwon Seol教授称。
这项革命性方法过程如下：首先，科学家在室温下使用微量吸管在其前端形成弯液面，随后在上面生长出石墨烯氧化物(GO)线。该导线然后通过热或化学处理(肼)进行还原。随着溶剂迅速蒸发，微量吸管拉动GO沉积，从而实现GO线的生长。
利用这种技术，研究人员制作了各种独立的rGO结构，包括直导线、桥梁、悬浮结和编织结构等。
KERI表示，他们其已为这项技术申请了专利，为了进一步发展3D纳米打印技术，他们将与相关行业合作。他们的最终计划是将这项技术转移到私营部门，实现商业化的3D纳米打印机产品。（摘编自国防科技信息网）
相关阅读：3Ders网站报道（英文）
4. 全碳纳米电子器件的化学合成及其柔性神经电极阵列取得新进展
为了拓展碳纳米材料的性能和应用，国家纳米科学中心方英研究员课题组与北京大学合作，设计并制备了一种新型、多功能的单壁碳纳米管/石墨烯复合薄膜，并在此基础上发展了柔性的全碳纳米神经电极阵列。该工作发表在1月27日的《先进材料》上（Adv. Mater., 2015, 27, 4, 682, DOI: 10.1002/adma.201403722）。
研究团队利用铜基底上图形化的碳纳米管薄膜，首次通过化学气相沉积的方法直接大面积、规整有序地生长了单片、高性能的全碳纳米晶体管阵列。全碳纳米晶体管器件的核心半导体沟道是石墨烯，而电极及互连是基于一种新型的单壁碳纳米管/石墨烯杂化电极。在化学气相沉积过程中，由于石墨烯与杂化电极同步形成，使得石墨烯与杂化电极之间形成稳定的化学连接。团队进一步通过转移的方法，成功制备了PET基底上的柔性全碳纳米电子器件阵列。实验发现，由于石墨烯与单壁碳纳米管具有完美匹配的力学性能，即使在弯曲曲率半径达到1 mm时，柔性全碳纳米电子器件阵列依然表现出稳定的电学性能。优越的力学稳定性使得全碳纳米电子器件阵列能够与三维生物组织形成稳定的信号转导界面，从而实现了对动物在体电生理信号的实时、高灵敏的多通道测量。（摘编自国家纳米科学中心）
5. 大化所石墨烯限域催化研究取得新进展
近日，中国科学院大连化学物理研究所催化基础国家重点实验室在石墨烯限域催化及表面催化原位表征研究中取得新进展。利用实验室自行研制的光发射电子显微镜/低能电子显微镜（PEEM/LEEM），并借助于美国伯克利国家实验室和德州农工大学的相关科学装置，姚运喜、傅强和包信和等研究人员在前期对石墨烯与金属之间的弱相互作用充分认识的基础上(Angew. Chem. Int. Ed., 2012, 51, 4856)，创新性地提出利用石墨烯与金属表面之间形成的两维空间作为纳米反应器并进行了石墨烯限域下的表面催化反应研究。结果表明，CO、O2等分子在近常压条件下能够迅速插层到石墨烯与金属界面，这种由石墨烯层和金属表面形成的限域空间中独特的电子环境降低了CO氧化反应的活化能，使催化反应速率明显加快。相关结果于12月2日发表在《美国国家科学院院刊》上（PNAS, 2014, 111 (48), 17023-17028, DOI: 10.1073/pnas.1416368111）。
多相催化中对金属表面催化活性的调控通常在金属表面引入表层合金或者在表面下引入次表层元素来实现，该成果中提出在金属表面上覆盖一层石墨烯结构并利用石墨烯的限域效应来影响表面催化反应，这为金属表面催化活性调控提供了一条新途径。（摘编自中科院大连化学物理研究所）
6. 微系统所在氮化硼表面制备石墨烯单晶研究中获新进展
中国科学院上海微系统与信息技术研究所石墨烯研究再获新进展。信息功能材料国家重点实验室，超导实验室石墨烯课题组的唐述杰等人，在国际上首次通过引入气态催化剂的方法成功实现石墨烯单晶在六角氮化硼表面的高取向快速生长，研究论文于3月11日在《自然·通讯》上发表（Nat. Commun., 2015, DOI: 10.1038/ncomms7499）。
上海微系统所石墨烯团队自2011年开始开展了六方氮化硼衬底上外延生长石墨烯单晶以及其性能表征的工作，并取得了一系列的成果。他们在前期掌握石墨烯形核控制（Carbon, 50, 329 (2012)）、确定单晶和衬底的取向关系（Scientific Reports, 3, 2666, (2013)）的基础上，以乙炔为碳源，创新性地引入硅烷作为催化剂，通过化学气相外延的方法制备晶畴尺寸超过20 微米的石墨烯单晶，生长速率较之前的文献报道提高了两个数量级，超过90%的石墨烯单晶与氮化硼衬底严格取向，呈现由莫瑞条纹引起的～14 nm的二维超晶格结构，制备的石墨烯的典型室温霍尔迁移率超过20,000 cm2/V·s。（摘编自中科院上海微系统与信息技术研究所）
（杨琛 整理）