最新成果介绍：

石墨烯（即单层石墨）自从2004年被发现以来，立即成为近几年来最受科学界关注的材料之一。这一世界上最薄的物质不仅打破了人们传统认为的二维晶体无法稳定存在的概念，更为重要的是它与三维材料相比，在众多方面均具有新颖而且突出的性质与性能，展现出了极为诱人的应用前景。因此，石墨烯的高效制备成为了一个受到极大关注的重要课题。目前，石墨烯的制备主要有机械剥离、外延生长、化学气相沉积(CVD)和溶液相制备等四种方法。前三种方法虽然能获得较高质量的石墨烯，但它们因制备效率低或因反应条件苛刻而不利于大规模的制备。相比较而言，溶液相制备体系操作简便、产量大，同时石墨烯溶胶的产物形式也为材料的进一步加工、成型带来了便利。但现阶段该方法依然存在一些问题和缺点亟待解决。首先是目前制备的石墨烯尺寸较小且分布不均一，给其某些应用带来不利的影响。另一方面，还原过程极易导致疏水的石墨烯产物的不可逆团聚。虽然有一些方法抑制团聚的发生，但这需要精确地控制反应条件，或需要添加价格较为昂贵的小分子稳定剂。然而，所得石墨烯溶液的浓度普遍很低，离大规模制备的目标还有较大的距离。因此，如何通过简便的手段获得高浓度且稳定的大面积石墨烯胶体溶液是溶液相合成中的一大难题。最近，刘兆平研究组通过改进石墨烯的溶液相制备技术，成功实现了具有大尺寸的石墨烯的规模化制备，单片石墨烯的尺寸达上百微米，远超出现有文献报道的结果，相关研究正在进行中。

早在1857 W.Thomson发现材料的电阻随着磁场方向的改变而变化，该现象被称为各向异性磁电阻（AMR-Anisotropic Maganetoresistance）效应。AMR效应广泛存在于铁磁性材料当中，并已经被应用到了读出磁头等磁性传感器上。相对于巨磁电阻（GMR）和庞磁电阻（CMR）效应，传统铁磁性材料中的AMR数值较小，室温下只有1－2％，而且通常随着温度升高而单调下降。最近，李润伟研究组通过与日本国家材料研究所、美国路易斯安娜州立大学、中科院物理所等单位合作，在钙钛矿型锰氧化物单晶中观察到了异常大的AMR效应，其数值比传统AMR效应高出近两个数量级。这种异常的AMR效应仅仅出现在金属-绝缘体转变温区，与钙钛矿型氧化物中磁场可调的相变密切相关。该研究结果表明，在钙钛矿型氧化物中，弱的各向异性便可以诱发出超大的AMR效应，为探索新型AMR材料及其应用提供了新思路。（研究论文将在近期发表。该研究工作获得了国家自然科学基金、中科院创新团队国际合作伙伴计划、浙江省杰出青年团队项目支持。）

上图是钙钛矿型锰氧化物La0.69Ca0.31MnO3单晶的电阻（左）和AMR（右）随着温度和磁场的变化。

电流变液体（Electrorheological (ER) fluids）是一种由介电颗粒和绝缘液体混合而成的复杂流体，在电场作用下可以发生类似于液体-固体可逆相变的智能材料。许高杰研究组成功制备出了在5000 kV/mm下屈服强度达到400 kPa的电流变液，并详细研究了介电颗粒尺寸、形貌和表面包覆对材料流变性能的影响。近期又获得了一种低场高屈服强度的电流变材料，其屈服强度在2000 kV/mm电场下达到150 kPa以上，见附图。已经初步掌握了该种材料的规模化制备技术。

 

电流变液 屈服强度与电场的关