浙江大学高分子科学与工程学系高超

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高超教授，浙江大学求是特聘教授、博士生导师、高分子科学研究所所长，浙江省科协第十届委员会常委、委员，浙江大学学术委员会委员。主要从事石墨烯化学与组装等方面的研究。在Nat. Commun.，Adv. Mater.，Acc. Chem. Res.等期刊发表SCI收录文章170余篇，他引10000余次。共同主编Wiley出版的英文专著1本，为英文专著撰写6个章节，已授权中国发明专利39项，担任Nano-Micro Lett.、《中国科学：化学》、《功能高分子学报》、期刊编委，中国能源学会专家委员会委员。入选国家第二批“万人计划”科技创新领军人才、科技部“创新人才推进计划中青年科技创新领军人才”、“浙江省151人才工程第一层次培养人员”、“Academician of Asia-Pacific Academy of Materials (APAM)”，获得“钱宝钧纤维奖 青年学者”、国家杰出青年科学基金、“GoldKangaroo World Innovation Award”、“第十二届浙江省青年科技奖”、“浙江大学十大学术进展”等人才计划或荣誉。

姓名：高超

职称：教授

电话：0571-87952088

Email：cgao18@163.com

1991.09——1995.07: 湖南大学化学化工学院有机化工专业，学士学位

1995.09——1998.02: 湖南大学化学化工学院精细化工专业，硕士学位

199802——2001.11: 上海交通大学化学化工学院高分子材料专业，博士学位

2001.04——2002.08: 上海交通大学化学化工学院，讲师

2002.08——2003.11: 上海交通大学化学化工学院，副教授

2006.09——2008.01: 上海交通大学化学化工学院，副教授

2008.02——2008.07: 浙江大学材化学院高分子系，副教授

2008.07—— 今： 浙江大学高分子科学与工程学系，教授，博士生导师

主要学术成果有(1)发现了氧化石墨烯液晶及二维胶粒的手性液晶相，提出并实现了连续石墨烯纤维；(2)实现了高性能石墨烯纤维超级电容器和石墨烯基纳滤膜；(3)采用非模板协同组装策略制备了超轻弹性气凝胶；(4)通过湿法纺丝，获得了多功能的石墨烯纤维无纺布及连续薄膜；(5) 通过“片折叠”概念，解决了宏观材料高导热和高柔性不能兼顾的难题，获得了大片高导热超柔性石墨烯导热膜；(6)提出“三高三连续”设计原则，研制出全天候超快长循环铝-石墨烯电池。研究成果被Nature, Nature News, Scientific American等亮点评论，认为“实现了石墨烯在现实器件应用的关键一步”、“开辟了碳纤维制备的新途径”，被美、法、澳、中国等多个课题组跟进研究。石墨烯纤维结入选Nature 2011 年度图片，为2005年以来唯一入选的中国科技成果。超轻气凝胶被Nature 两次高度评论，获最轻固态材料吉尼斯世界纪录认证，授予Gold Kangaroo World Innovation Award，入选两院院士评选2013年中国十大科技进展新闻。

研究方向

石墨烯组装：化学、液晶、宏观组装及催化

   受到生物群落效应的启发，高超教授团队发现了氧化石墨烯液晶并确认了其丰富的液晶相，基于液晶自组装策略，在国际上率先实现了系列高性能石墨烯宏观材料的制备及性能升级，相关材料包括：石墨烯纤维、石墨烯薄膜、石墨烯无纺布以及超轻石墨烯气凝胶。通过湿纺组装策略首次实现了连续高性能石墨烯纤维的制备，建立了从石墨出发制备高性能碳基纤维的新方法，发展了高强、高韧、高导电、高强多孔等石墨烯纤维品种。石墨烯纤维相关工作引起了广泛的关注和积极评价，文章曾被Nature News、NPG Asia Materials等亮点评价。我们建立的石墨烯宏观组装方法和理论，开启了石墨烯及其他二维纳米材料作为结构功能一体化宏观材料应用的新时代。

石墨烯能源：超级电容器、锂电池

1)以石墨烯纤维、薄膜及体状石墨烯材料为新型电极材料，开发一维线性、二维薄膜、及三维网络基柔性超级电容器。

2)以石墨烯宏观体复合材料为新型电极材料，开发新型高比能杂化超级电容器，以及发展新概念、轻薄化、小型化、可折叠、可拉伸超级电容器。

3)以富有特色的石墨烯气凝胶作为铝电池正极材料开展了深入研究，获得了高性能铝-石墨烯电池；提出了石墨烯正极材料设计的“无缺陷原则”，即石墨烯缺陷越少，电化学性能越好，为铝-石墨烯电池性能的进一步提升提供了新思考。

高分子合成：超支化聚合物、序列结构大分子、点击化学、活性可控聚合等

   超支化聚合物因其具备大量表面端基、内部空腔以及简易的制备方法而在材料科学、生命科学等领域有广泛应用价值。然而，传统型超支化聚合物，由于高内部位阻效应以及有限的化学反应手段只能实现表面端基的官能化，使其内部空腔不能得到有效利用。团队设计并合成了骨架较为疏松且可改性的链段型超支化聚合物，结合高效的点击化学，实现了全骨架单/杂官能度的链段型超支化聚合物，拓展了超支化聚合物的应用领域。在链段型超支化聚合物的基础上，我们合成了四维超支化聚合物刷。

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高可拉伸全碳气凝胶弹性体

高分子弹性体所表现出的高弹性是一种独特的力学特性，它在日常生活和国民经济的各个领域中具有不可替代的位置。高分子弹性体的高形变量主要来源于线性高分子链段在卷曲和伸直状态下均方末端距的巨大差别，这是一种熵弹性。但是在无机材料中，由于内部较强的共价键、离子键、金属键等强烈的作用力，导致无机材料的弹性变形要小很多。因此，长期以来，如何制备高可拉伸纯无机弹性体是一个难题。浙江大学高分子科学与工程学系高超教授和许震研究员团队经过多年研究，于近期取得突破性进展。团队设计制备出高度可拉伸的全碳气凝胶弹性体，同时具有超低密度（5.7 mg cm-3）、高拉伸比（~200%）、低能量损耗（~0.1，低于硅橡胶）、优异抗疲劳性能（106循环）、宽温度适用范围（-198~500℃）等优异性能。团队提出了多级协同组装方法来实现这种高可拉伸全碳气凝胶。它具有四级结构，从宏观到微观分别是第一级的桁架结构（truss structure），第二级的多边形单元（polygon cells），第三级的屈曲支柱（buckled struts）和第四级的二元协同分子单元（binary molecular blocks）。其中，第一级的衍架结构由石墨烯3D打印技术进行可控制备，得到具有不同图案的周期结构，实现不同的变形方式；第二级的多边形单元是石墨烯气凝胶材料的基本组成单元；第三级的屈曲结构是通过受限还原过程得到，它可以通过不同的压缩率来调节；第四级结构是由石墨烯和碳纳米管的协同组装构成的，该协同作用可以有效增强气凝胶结构单元壁，提高气凝胶弹性体的弹性模量和抗疲劳性能。该篇工作首次制备得到高度可拉伸的无机全碳气凝胶弹性体，将弹性体的概念拓宽到了无机领域，并改善了弹性体的高低温耐老化性能，拓宽了使用温度范围，为其在柔性器件、智能机器人及航空航天领域的应用奠定了理论基础。同时，这种多级协同组装的方法也为其他无机弹性体的制备提供了一条全新的设计思路。

文献连接：Highly stretchable carbon aerogels（Nature Communications, 2018, DOI: 10.1038/s41467-018-03268-y ）

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高超教授团队项目“铝-石墨烯电池”获评“浙江大学2017年度十大学术进展”！

浙江大学高分子科学与工程学系高超团队研制出的新型铝-石墨烯电池。这种电池可以在零下40摄氏度到120摄氏度的环境中工作，可谓既耐高温，又抗严寒。在零下30摄氏度的环境中，这种新型电池能实现1000次充放电性能不减，而在100摄氏度的环境中，它能实现4.5万次稳定循环。这种新型电池是柔性的，将它弯折一万次后，容量完全保持；而且，即使电芯暴露于火焰中也不会起火或爆炸。

　　12月15日，相关论文Ultrafast all-climate aluminum-graphene battery with quarter-million cycle life发表于Science Advances，第一作者为团队的陈皓博士。

电池在高温下不燃烧

　　耐热耐冻耐弯折的“长寿”电池

　　一片片泛着金属光泽的深灰色薄膜，就是团队最新研发的石墨烯—铝电池。它的正极是石墨烯薄膜，负极是金属铝。把两片电池串联在一起，就能点亮一组LED灯。经过测试，石墨烯正极的比容量达到120mAh/g（毫安时每克），在25万次充放电循环后仍能保持91%的容量；同时其倍率性能优异，快速充电可1.1秒内充满电，仍具有111mAh/g的可逆比容量。

铝-石墨烯电池点亮了印有"ZJU120"的LED灯串

　　相比于锂电池，高超课题组研发的铝-石墨烯电池展现出明显优势：一般电池随着反复充放电，比电容量会不断降低，这就是俗话说的‘不耐用’。

　　但这块长相“毫不起眼”的铝-石墨烯电池在这一点上则表现优异。如果把一次充电—放电作为一次循环，这种电池经历25万次循环，比电容量仍高达91%，几乎没有损失。

　　如果智能手机用上这种电池，每天哪怕充电10次，也能用上近70年。

　　“这种铝—石墨烯‘超级’电池，倍率性能和循环寿命远远超过其他电池，比超级电容器具有更高的能量密度，相当的倍率性能和循环寿命。”高超说。

　　铝电池体系迈出一大步

　　铝是地壳中含量最丰富的金属元素，廉价安全，在电池制备中是一种理想的负极材料。但是多年来，铝电池的整体性能仍然比不上锂离子电池和超级电容器。关键问题是要设计出能与铝匹配、高效工作的正极材料，才能真正发挥出色的电化学性能。

　　2015年，斯坦福大学的戴宏杰课题组在Nature杂志发表工作，采用高温裂解石墨泡沫来制作正极，首次实现了比容量较高且可长循环的铝离子电池。高超课题组受此启发，尝试用石墨烯膜来制作铝电池的电极。

　　经过一年半摸索和积累，高超团队提出了石墨烯正极材料的“三高三连续”设计原则。

“三高三连续”设计原则

　　“电池的性能，关键取决于电子和离子在正极和负极之间‘奔跑’的状态。”高超说，电极材料要让尽可能多的电子和离子畅通地奔跑，或者快速‘归位’。如果路不够多或者道路拥挤，性能就会受到影响。“三高”指微观结构的高质量、高取向、高孔道率；“三连续”指宏观结构上有连续的导电网络、连续的离子传输通道和连续的离子嵌层通道。

　　这一设计原则让铝—石墨烯电池的性能向前迈出一大步。之前，铝电池的比容量一直在60mAh/g左右徘徊，可反复充放电次数也在数千次以内。

　　商业化仍有挑战

　　“现在一些智能手机也有快充功能，看似电池很快充满了，实际续航时间并不长。”高超说，而这种新型电池现在的实验室数据是1.1秒就能充满电，比电容量损失轻微。

　　这表明，未来如果用到手机上，充电5秒钟通话2小时是完全可能的。但是，高超说，距离真正商业化还面临很大的挑战，需要更多科学家的努力和投入才能实现。

　　高超说，目前的正极比容量、输出电压及面负载量还有较大的提升空间，能量密度不足以与锂离子电池相匹敌，今后还需在保持高功率密度的基础上进一步提高能量密度。此外，目前经典的离子液体电解质价格较贵，如果可以找到更廉价的电解质，铝离子电池的商业前景将更宽广。

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东华大学材料学科源自1954年钱宝钧和方柏容两位教授创建的新中国第一个化学纤维专业，从助推化纤产业化解决老百姓穿衣问题，到如今引领纤维领域前沿科技，东华大学始终站在世界高度研发先进纤维。

面向未来的新一代纤维研究中依旧不乏东华材料人的身影，可降解聚酯PGLA制成的可吸收医用缝合线、用纤维增强有机无机复合材料研究出的牙齿修复材料、能制备柔性超级电容器的杂化石墨烯纤维……未来，这些由智能纤维、纳米纤维等新一代纤维打造的科研成果，将在东华材料人的攻坚克难下，从实验室逐渐飞入寻常百姓家。

纤维作为最重要材料之一，在人类社会发展史上一直发挥着重要的作用。5月27日，第一届“钱宝钧纤维材料奖”颁奖大会在东华大学松江校区举行，该奖项分设“钱宝钧纤维材料杰出贡献奖”及“钱宝钧纤维材料青年学者奖”，分别用于表彰奖励在纤维材料领域基础研究、成果转化和人才培养等方面做出创造性突出贡献的国内外学者，以及在该领域有初期成就和发展潜力的国内外青年学者。

浙江大学高超教授获“钱宝钧纤维材料青年学者奖”。

“新一代纤维”将缔造无限可能

说到纤维，人们马上会想到衣服等纺织品，然而当今科技飞速发展，纤维早已成为高精尖领域必不可少的原材料。那么面向未来，“新一代纤维”又会带来哪些颠覆性革命呢？

石墨烯是当今社会的研究热点和焦点，它是目前发现的最薄的二维材料，10万片石墨烯叠加在一起只有一根头发丝的厚度；同时它是目前已知的强度最大、导电性最好、导热性最高的材料……可以预想到石墨烯的引入会给纤维带来革命性的变化。“石墨烯纤维经过这些年的发展，其性能和工艺得到了许多提升和优化，为未来的工业化生产和实际应用打下了坚实的基础，有望在未来真正出现在我们的日常生活当中。”“钱宝钧纤维材料青年学者奖”获得者高超教授在会上和专家学者分享了他在石墨烯纤维领域的最新研究成果。高超开发了一种制备石墨烯纤维的液晶纺丝技术，着重控制石墨烯片的有序结构，通过掺杂、高温碳化等其他处理，进一步大幅度地提高了石墨烯纤维的力学和电学性能。而另一名获奖者菲比•索瑞教授则是在学术报告中分享了如何围绕热拉伸工艺制备多功能纤维材料，“热拉伸这种工艺方法可以很方便地融合各种材料，比如聚合物、纳米复合物、金属、半导体材料等，而这些材料可以赋予纤维各种电学、光学、化学性质等。”

“青年学者奖的评选更侧重科研的前瞻性和开创性”, 钱宝钧纤维材料奖执行委员会副主任、纤维材料改性国家重点实验室副主任张耀鹏告诉记者，“无论是神奇的石墨烯纤维，还是聚合物光导纤维，新一代纤维正朝着智能、环保、超强等方向发展，被赋予光学性能、导电性能、信息收发及存储等越来越多的功能，未来在智能服装与可穿戴、航空航天、生物医用、人工智能等领域都将有着广泛的应用前景。”

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11月1日下午，应常州大学材料学院的邀请，国家杰出青年科学基金获得者、国家“万人计划”科技创新领军人才、浙江大学高分子科学与工程学系高超教授做了题为“氧化石墨烯：宏量制备及宏观组装”的学术报告。报告会由材料学院蒋必彪教授主持，部分师生参加了本次报告会。
高超教授以“两个发现，四大原创，六大核心”为主线，从一个新视角出发，发现了生活中一个重要的现象，即“群效应”，并偶然发现了石墨烯液晶及二维胶粒的手性液晶相的存在。接着介绍了团队以氧化石墨烯液晶现象为基础，发明了石墨烯纤维、石墨烯无纺布、石墨烯连续组装薄膜及最轻材料石墨烯气凝胶四种纯石墨烯宏观材料(简称F4)，同时介绍了石墨烯纤维等宏观材料的应用。
报告会结束后，在场的老师和研究生们针对报告中的一些内容与高教授进行了深入交流。通过此次学术报告，同学们对石墨烯的性能有了更加深入的了解，进一步拓展了探究问题的思路，为学院开展相关学术研究工作起到了很好的促进作用。

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浙大高超教授、许震特聘研究员团队与马列教授团队及其他合作者共同努力，突破了这一响应速度难题。该项工作以高度可拉伸的石墨烯气凝胶为模板，在其内部构筑由聚己内酯（polycaprolactone，PCL）纳米薄膜（2.5-60nm）搭建而成的形状记忆网络。其中，石墨烯纳米网络作为快速能量转换和能量注入通道，PCL纳米网络作为快速能量传递和形变载体。这种具有PCL/石墨烯互穿网络结构的气凝胶纳米复合材料在电信号刺激下，响应时间仅为50毫秒，响应速度可达175±40 mm s-1，最大形变约100%。该工作以“Millisecond Response of Shape Memory Polymer Nanocomposite Aerogel Powered by Stretchable Graphene Framework”为题发表在ACS Nano 上。

图一. 传统形状记忆高分子共混复合材料和复合气凝胶（本文）示意图

  传统的形状记忆高分子复合材料多采用与导电添加剂共混的方法制备，从而导致导电网络到SMP基体的热传导距离一般在微米级。然而，高分子材料的热导率一般都较低(比如本文使用的聚己内酯PC，~ 0.3 W mK-1) ，这就导致传统的共混形状记忆高分子材料的响应时间一般在秒级以上。此项研究以高度可拉伸的气凝胶为模板，在其表面构筑纳米级聚己内酯连续纳米层（2.5-60nm），减少热传递距离。

  高超教授的博士研究生郭凡为论文第一作者。郑晓闻作为论文第二作者   浙江大学高分子科学研究所马列教授和浙江大学航空航天学院王宏涛教授为这个工作的完成提供了大力支持和合作指导。论文得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金委等相关经费的资助。

  论文链接：http://polymer.zju.edu.cn/gc/uploadfile/2019/0428/20190428033617483.pdf

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浙江大学高超教授团队应邀在国际材料学领域顶级期刊《先进材料》（Advanced Materials）发表有关石墨烯纤维的综述。高超教授团队在综述中从四个角度呈现了石墨烯纤维的特点：制备技术、形态控制、结构与性能的关系以及结构功能一体化。

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图1. 碳质纤维的发展历程。

石墨烯纤维是由石墨烯片沿一维方向宏观组装而成的新型碳质纤维。碳质纤维的发展可以追溯到1860年，彼时斯旺和爱迪生先后将碳丝密封起来，利用碳丝的导电性能和灰体辐射的原理制备出人类历史上最早的电灯泡。100年后，日本的近藤昭男等人开始了碳纤维的研发，作为一种具有极高机械强度和模量的高性能纤维，碳纤维在承重和复合材料等领域发挥着重要的作用。2002年，清华大学范守善院士提出了将碳纳米管作为基本单元组装宏观碳质纤维的理念，并利用干法牵伸的技术成功得到宏观连续的碳纳米管纤维。碳纳米管纤维继承了碳纳米管良好的传导性能，且具有极佳的柔性。2011年，浙江大学高超教授利用湿法纺丝的技术制备出宏观连续的石墨烯纤维。不同于以往的碳质纤维，石墨烯纤维的构筑基元是具有良好的导电、导热、机械强度等性能的二维晶体石墨烯，纤维的内部结构三维有序、致密均一，有潜力将碳质纤维的性能推向一个新阶段。

高超教授团队用一张眼图从四个方面枚举了石墨烯纤维的特点。从制备技术上看，石墨烯纤维展现出四大优势（4 advantages）：可以批量生产的氧化石墨烯原料；氧化石墨烯自发形成的液晶结构；氧化石墨烯原丝的自融合和自愈合能力；种类多样且成本低廉的还原方法。从形态上看，通过调控纺丝的工艺可以得到六种形态的石墨烯纤维：实心柱状、带状、中空、螺旋状、多孔和核壳结构。石墨烯纤维三维有序的结构具有四大优点（4 merits）：超大的晶体尺寸；可以严格控制的缺陷密度；内外部丰富的褶皱；能够复合多种维度的客体分子。在多个领域发挥功能（X-uses and applications）：多功能织物、轻质导线、能量收集及转换、可穿戴储能装备、柔性电子器件、神经信号记录微电极等。

该综述是纳高研究团队对近十年来石墨烯纤维领域研究工作的系统总结，对该领域的发展问题进行了剖析，并对石墨烯纤维的未来发展趋势进行了展望。论文的共同第一作者为浙江大学高分子科学与工程学系纳米高分子高超课题组的方波博士和博士生畅丹，许震特聘研究员和高超教授为共同通讯。该研究工作获得国家自然科学基金及科技部重点专项基金的资助。

文献链接：A Review on Graphene Fibers: Expectations, Advances, and Prospects

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水作为常见的液体，其分子处于快速运动之中。“抽刀断水水更流”、“逝者如斯夫，不舍昼夜”、“人不能两次踏进同一条河流”等古语哲言都形象地描述了液体的流动性。由于液体里的分子自由运动较快、松弛时间很短，要在液体里实现无需外场稳定的自由印刷或雕刻，构建一定的图案，是极难的。近日，浙江大学高分子系高超教授、许震研究员团队在氧化石墨烯水溶液液晶里实现了精密印刷，制备出稳定的立体图案。尽管溶液的含水量在99.5%以上，图案可以像固态晶体和超材料一样具有稳定的长周期有序性，作者将其定义为超液晶或液体超晶体 (Liquid Metacrystal)。

近日，浙江大学高超（共同通讯）、许震（共同通讯）团队在前期工作的基础上，采用了一种全新的剪切微印刷术（Shearing Microlithography, SML）实现了对氧化石墨烯液晶内部取向结构的高效高精度调控。同时，研究人员还将这一方法进一步地拓展到了多种胶体液晶体系中，使得SML有潜力成为一种普适性的调控液晶取向的技术。

图一：（a）SML的过程示意图。（b）通过SML得到的取向结构的示意图。

  液晶材料作为一种各向异性材料，对多种外界刺激如：电场、磁场、激光、剪切力等都有着各项异性的响应。基于液晶材料的这一特性，研究人员提出了SML的方法：使用机械臂控制微米级的探针在液晶中进行可控运动，从而产生剪切场，再利用液晶材料对剪切场的各向异性响应来实现对液晶基元的取向调控（图一）。相比于现有的其他技术（如：电磁场、激光、基底表面图案化等），SML是通过剪切力来实现对液晶基元的取向，不需要能耗极大的电磁场的辅助，生产成本低。同时，SML技术流程简单快捷、便于操作，对取向结构的调控精度高，适用体系广，具有很好的应用前景。

 这一成果的取得也得益于高超团队之前的积累和对前人工作的学习借鉴。早在2011年，该研究团队就发现了氧化石墨烯液晶性，并利用液晶进行纺丝，从而开拓氧化石墨烯液晶及其宏观组装研究领域。相关工作包括：ACS Nano  2011, 5, 2908.；Nat. Commun., 2011, 2, 571.；Acc. Chem. Res., 2014, 47(4), 1267-1276.；Chem. Rev., 2015, 115(15), 7046?7117.；Adv. Mater., 2016, 28, 7941.；ACS Nano, 2019, 13，8382.；Adv. Mater., 2019, 1902664。

  相关成果以“Artificial colloidal liquid metacrystals by shearing microlithography”为题发表在Nature Communications（2019, 10, 4111.）上，论文的共同第一作者为高超团队的博士生姜炎秋和郭凡。论文得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金委等相关经费的资助。

  文章相关链接：https://doi.org/10.1038/s41467-019-11941-z

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石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化轨道组合而成的六边形单层二维网络，由于其优异的力学、电学、热学、光学以及磁学性能，被称为下一代“新材料之王”。然而，石墨烯同时面临着难浸润、难分散、难加工的问题。氧化石墨烯是石墨烯重要的前驱体，可以认为是二维大分子，由于结构中引入了众多官能团，具有高度可溶、易改性、易加工的特性，是一种活的组装基元(living building block)。
       利用氧化石墨烯分子进行宏观组装是溶液法制备石墨烯的重要方法。然而，相比于传统的一维大分子，氧化石墨烯二维大分子的理论体系还没有真正地建立完善，包括分子的精确调控、流变物理学、改性方法学的建立以及非可替代性关键应用的探索等。因此，阐明氧化石墨烯二维大分子的物理化学性质以及结构性能关系，对于石墨烯材料的应用具有重要的科学意义及产业价值。尽管已有多篇石墨烯或者氧化石墨烯的综述发表，但是从分子学角度进行阐述的综述不多。

       浙江大学高超教授团队在特约综述中全方面阐述了氧化石墨烯二维大分子的制备方法、化学结构和物理性质，氧化石墨烯的构象、溶剂化和流变行为，氧化石墨烯的原子掺杂和功能化，氧化石墨烯的的液晶行为、宏观组装及其杂化材料，包括一维石墨烯纤维、二维石墨烯膜以及三维石墨烯框架，特别是对相应组装材料的机械强度、柔性、导电、导热等性能进行了详细地阐述。
       该综述对氧化石墨烯二维大分子及石墨烯基功能材料方向提出四个展望：(1) 氧化石墨烯分子的精确调控是一个挑战，包括晶畴大小、碳氧比、缺陷度、形貌调控等；(2) 氧化石墨烯二维大分子物理学有待于建立，包括构象、相分离、溶解动力学、热力学、界面行为等的研究；(3) 氧化石墨烯及其组装材料的精确可控掺杂、插层、官能化等领域值得深入研究；(4) 石墨烯膜的垂直方向导热率亟待提高，以解决日益增长的高效散热器的需求，特别是在柔性手机散热上的应用。
       该综述将作为封面文章发表于Chinese Journal of Polymer Science, 39(3), 267-308. 题为“A Review on Graphene Oxide Two-dimensional Macromolecules: from Single Molecules to Macro-assembly”。方文章博士为该综述第一作者，高超教授为通讯作者。