![]()
![]()
石墨炔（GDY）作为一种新型二维碳材料，因其固有特性和微观结构，在智能材料领域展现出巨大的潜力。与传统智能材料不同，石墨炔无需外部化学修饰、掺杂或复合材料，即可表现出刺激响应行为。其独特的sp/sp²杂化碳框架、多孔结构和丰富的反应性炔基键使得这一材料能够直接与环境刺激作用，展现出在多个应用领域的优异性能，包括类肌肉驱动器、可穿戴传感器、光电适应调节、低级能量收集以及前沿生物医学应用。作为一种新型智能材料，石墨炔在许多前沿领域的应用潜力仍有待深入探索和开发。本文综述了基于石墨炔的智能材料及应用的最新进展，重点讨论了其独特的分子尺度活性以及在合成、可扩展性、稳定性和敏感性方面的关键挑战。我们相信，本文将在新材料与人工智能领域的技术创新和合作中提供重要的见解。
1. 石墨炔具有独特的sp/sp²杂化碳框架和高反应性炔基键，使其能够响应环境刺激，成为一种无需外部修饰的智能材料，具有较强的自主调节能力。2. 石墨炔在多个领域展现出优异的性能，包括类肌肉驱动器、可穿戴传感器、光电适应调节等，尤其适用于低能耗设备和生物医学领域。3. 与传统智能材料不同，石墨炔能够无需外部化学修饰、掺杂或复合材料，就能实现智能响应，为智能材料的简化设计提供了新思路。4. 石墨炔的分子尺度活性使其能够精确地响应外部刺激，展现出优异的灵敏度和适应性，推动智能材料的应用进入新的领域。1. 石墨炔作为一种智能材料，具备自适应外部环境变化的能力，启示我们开发无需复杂化学修饰的智能材料，简化设计流程，同时提高响应速度和效率。2. 石墨炔在低能量收集和可穿戴设备中的应用展现了巨大的潜力，为未来低能耗智能系统的设计提供了新的方向。3. 石墨炔在生物医学领域的应用展示了智能材料与医学结合的巨大潜力，可以为未来的生物传感器、疾病诊断及治疗设备设计提供新思路。4. 石墨炔作为二维碳材料的一种新型形式，进一步拓展了二维材料的应用边界，为智能材料的设计与应用开辟了更多可能性。5. 石墨炔在合成、可扩展性和稳定性方面的挑战为相关领域的研究者提供了新的研究方向，尤其是在大规模应用和长期稳定性方面。1. 结合石墨炔的自组装特性与多功能性，开发具有不同响应能力的智能材料，实现更复杂的多功能器件。2. 利用石墨炔的低能耗特性，开发新型低功耗智能系统，尤其是适用于可穿戴设备、传感器和微型机器人等领域。3. 通过将石墨炔与其他二维材料（如石墨烯、黑磷等）结合，形成多场景集成的智能材料，为复杂环境下的多重功能实现提供新途径。4. 开发绿色、环保的石墨炔合成方法，提升其在实际应用中的可持续性和环境友好性，减少生产过程中的资源浪费。5. 结合石墨炔的生物兼容性，探索其在生物监测、疾病早期诊断、治疗调控等领域的应用，尤其是在智能药物释放系统中的潜力。6. 利用石墨炔的高表面积和敏感反应性，设计超灵敏的传感器系统，应用于环境监测、医疗检测等领域，实现更高效的即时反馈与调节。7. 结合石墨炔的类肌肉驱动功能，设计用于精准定位治疗的智能纳米机器人，进一步拓展其在生物医学治疗中的应用场景。
1. 无需外部化学修饰的智能材料设计: 研究无需外部掺杂或化学修饰的智能材料，探索通过材料本身的特性（如原子级结构、分子尺度活性）实现刺激响应。2. 低能耗智能系统开发：设计低功耗、高效的智能系统，尤其适用于可穿戴设备、传感器、微型机器人等，推动智能设备向低能量消耗方向发展。3. 二维材料在智能应用中的广泛探索：通过探索其他二维材料（如石墨烯、黑磷、过渡金属硫化物等）的新型功能，将其应用于传感、驱动、能源收集等多领域，开辟智能材料的多重功能。4. 多功能材料集成与自适应系统：开发多功能集成的智能材料，设计能够响应多种环境刺激的系统，通过材料的自组装特性实现更复杂的功能需求。5. 绿色可持续智能材料开发：聚焦环保和绿色合成方法的研究，提升智能材料的可持续性，减少生产过程中的资源浪费和环境污染。![]()
Graphdiyne-based molecular active materials and devices for emerging smart applications
Mater. Sci. Eng. R Rep. (IF 31.6)
Pub Date : 2024-11-30
DOI : 10.1016/j.mser.2024.100889
Qiang Liu, Mengyu Du, Hyacinthe Randriamahazaka, Wei Chen
入群交流
围绕二维材料Frontier研究方向，建有“学术交流群”
扫描下方二维码添加编辑微信即可入群交流~
![]()
![]()
