清华大学曲良体教授和北京理工大学陈南教授团队采用超快激光微加工的方法制造出首款柔性双离子微电池，并对它的电化学特性进行了详细的研究及应用拓展。超快激光微加工能够实现高效构建微电池器件并且可以构建一体化集成化的微器件，该微电池实现了集双离子电池和微电池器件的优异性能和特色于一身，不仅具有高的电压窗口、较高的体积比容量和较好的循环稳定性等优异的电化学性能，同时研究表明单个微电池可为电致变色眼镜供能，并且能够调节眼镜镜片颜色的深度、可以使电子游戏机正常使用。这些微电子器件的应用结果表明，双离子微电池能够很好地实现为微电子器件提供能量供应，同时具备柔性、高功率等优异的电化学性能，具有不可估量的应用前景。为了满足微电子器件对能量和集成化的要求，团队成员借助超快激光微纳加工技术，在柔性基底上构建出大尺寸的微型电极阵列，并且实现了微器件的图案化，同时保证了集成化器件的柔性和电化学性能的重现性及稳定性。

       研究者相信，此项研究将为微电池器件的研究开拓一个全新的方向，所制备出的双离子微电池有望成为下一代微电子设备以及未来集成电子设备中能源存储和转换元件的有力竞争者，未来该方法所引领制造的高性能新型微纳能源器件一定会大有作为。相关论文在线发表在Advanced Functional Materials (DOI:10.1002/adfm.202002086)上，并被收录到“热门话题：碳，石墨和石墨烯”之中。

太阳，作为地球上万物生灵的能量源泉，通过太阳光辐射的形式向地球输送着约1.72E17瓦功率的能量，几乎是人类文明当前能量消耗功率的近9千倍。围绕太阳能的有效利用，人类一直以来展开了诸多探索，催生了太阳能光热、光伏和光化学等诸多研究领域。太阳能光热转换是一种人们广泛利用的能量转换过程。几乎所有材料都具备一定的吸收太阳光的能力，材料吸收光线之后将光能转换并存储为内部晶格振动、电子碰撞的热能。然而，材料中的热能是不容易保存的，吸光后的高温材料总是通过自身热辐射的形式将热能耗散给更为低温的周围环境。通过调控材料表面光谱吸收性能，可以既有效地吸收太阳光能量，又抑制自身的热辐射能量损耗，从而最大化利用太阳能光热转换，这种表面光学能源材料叫做选择性吸收膜（Spectrally selective absorber，SSA）。自20世纪中旬由以色列科学家提出以来，SSA不断发展至今，已广泛应用于太阳能热利用、热光伏、热电等领域。

       碳基吸光材料（如，炭黑，碳纳米管等）一般具有高的太阳光吸收率（αsolar >0.90），在许多太阳能转换利用领域一直起着关键作用。然而，由于过高的热辐射率（>95%），这些碳基材料也往往引起巨大的能量损失，进而阻碍了太阳光热转换利用效率。
清华大学程虎虎博士、曲良体教授团队首次提出了一种基于还原氧化石墨烯的选择性吸收膜（G-SSA）。通过简单地调控石墨烯二维纳米片的还原程度与还原氧化石墨烯（rGO）的镀层厚度，不仅保证了高的太阳光吸收率（αsolar ≈ 0.92），同时具有碳材料中报道的最低热发射率（≈4%）。与传统的碳基吸光材料相比，G-SSA的热发射率降低了约95.8%，并且G-SSA的光学截止波长在1.1-3.2 μm内广谱可调。更重要的是，这种简便溶胶-凝胶法制备的G-SSA具备800℃下达96小时的耐热性能，这是其他陶瓷基或者光子晶体基选择性吸收膜所不容易达到的。基于G-SSA，他们发现，在太阳光照射下产生高温使水具有超快的蒸汽逃逸速度（0.94 mg cm−2 s−1）。
      该项工作将为发展耐高温的选择性吸收膜提供新的策略，并在太阳能光热以及表面吸光调控等领域具有重要意义。相关论文在线发表在Advanced Science (DOI:10.1002/advs.201903125)上。
      该论文第一作者为清华大学博士研究生廖启华，研究工作受到了国家重点研发计划项目，国家自然科学基金，清华大学自主科研项目，清华-佛山研究院项目的支持。

2019国际(地区)合作与交流项目        -具有抗菌性能的石墨烯/聚离子液体复合气凝胶空气中清洁水制备研究
批准号        21911530143       
学科分类        太阳能化学利用 ( B050904 )
项目负责人        曲良体       
依托单位        清华大学
资助金额        40.00万元       
项目类别        国际(地区)合作与交流项目       
研究期限        2019 年 01 月 01 日 至2021 年 12 月 31 日

石墨烯基纤维(GBFs)是使用微观二维石墨烯片作为构建单元形成的宏观一维材料。其具有独特的结构且与石墨烯具有相同的优点，如重量轻、比表面积大、力学/电学性能好、易于功能化。此外，GBFs的纤维特性与现有的纺织技术在本质上是兼容的，使其适合应用于柔性和可穿戴电子产品。近年来，新的合成方法赋予了GBFs新的结构和功能，进一步提高了其机电性能。这些改进填补了实验研究与光纤电池、超级电容器和电化学传感器的实际应用之间的空白。有鉴于此，北京理工大学曲良体，张志攀系统地综述了近年来GBFs在制备、优化和应用方面的研究进展，并对其未来的发展方向进行了展望。

Tong Xu, Zhipan Zhang,* and Liangti Qu*.Graphene‐Based Fibers: Recent Advances in Preparation andApplication. Adv. Mater. 2019,

DOI: 10.1002/adma.201901979

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.201901979