将纯石墨烯这样的关键材料有序排列成手性向列结构，有可能给光子学、手性分离和能量存储领域带来革命性的变化。然而，受控制造具有长程手性向列介孔结构的高有序石墨烯薄膜非常具有挑战性。

针对上述问题，中国科学院大连化学物理研究所吴忠帅研究员团队、中科院深圳先进院碳中和所成会明院士等介绍了一种手性模板引导的化学气相沉积生长策略，该策略以纳米晶纤维素为模板，可精确制备介孔手性向列石墨烯薄膜（CNG）。研究证明，这种石墨烯薄膜具有左旋有序性、手性向列介孔结构、可调孔径（6.4-13.1 nm）、定制间距、优异的导电性（556Scm-1）、高比表面积（1508m2g-1）和机械柔韧性。

该手性石墨烯膜可用作Na金属宿主，具有低成核势垒、实现Na均匀沉积及扩散，得到无枝晶Na负极。薄膜还实现了优异的随厚度变化的电磁屏蔽性能。电磁波在其内部经过多重反射及散射、导电损耗及电子偶极-介电弛豫的作用耗散，可有效实现屏蔽电磁干扰（35-63 dB）。证明了其在多学科中具有潜在应用价值。相关研究成果发表于Advanced Materials期刊上。第一作者现为东北林业大学黄海波教授。

图1. 利用EISA和CVD实现CNC到CNG薄膜的转变示意图。

图2. CNG的形貌和结构表征。

图3. 自支撑CNG薄膜作为无枝晶Na负极。

图4. CNG和NCNG薄膜的EMI屏蔽性能和机制。

总之，报道了一种手性模板定向CVD方法，该方法以CNC为模板，可制备具有介孔和长程手性向列结构的柔性自支撑CNG薄膜。由于CNG薄膜具有高导电性、优异的手性向列和介孔结构、柔性和轻质，因此可用作Na金属宿主，以控制Na扩散，确保无枝晶的稳定负极。它还能有效屏蔽电磁干扰。由于CNC和其他种类的螺旋生物大分子（如蛋白质和磷脂）数量丰富且成本低廉，使用这些材料作CVD的模板可能会扩展到其他二维手性介孔材料的生长，而不仅限于石墨烯。这项工作很好地克服了在单个石墨烯基元的特性与其产生的大规模结构的新特征之间建立联系所面临的挑战。因此，这种手性模板指导的CVD策略将为在光电转换、能量存储、电磁学和分离等各种应用中创造出大量手性向列材料铺平道路。

原文信息：

Haibo Huang, Zhong-Shuai Wu*, Yixing Li, Xuefeng Zhang, Pratteek Das, Shouxin Liu, Yudong Li, Shaogang Wang, Xinhe Bao, Hui-Ming Cheng*. Chiral Nematic Graphene Films with a mesoporous Structure. Advanced Materials, doi: 10.1002/adma.202411955

文章来源：高端碳材料

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