石墨烯宏观材料是由石墨烯基元以特定的方式排列组装而成的固体材料，包括石墨烯纤维、石墨烯薄膜以及石墨烯气凝胶等。如何实现石墨烯宏观材料的二次组装是一个具有挑战性的难题。近期，浙江大学高超教授团队提出利用原位电热技术，实现石墨烯宏观材料的二次组装。通过原位电镜跟踪了微观尺度石墨烯片层之间的焊接融合行为，结合分子模拟技术，从微观尺度揭示了石墨烯片层之间的焊接融合机理。原位电热法方法可以用于构筑具有立体结构的石墨烯材料，同时还可以实现不同维度的石墨烯宏观材料之间的焊接。
原位电热法焊接石墨烯宏观组装材料
a. 氢碘酸还原石墨烯膜（GF-HI）的焊接原理图；b. 焊接方式和焊接样品；c、d. 具有代表性接触良好的焊接GF-HI样品的SEM图。
原位电热法焊接石墨烯宏观组装材料
a-f. 该简便的焊接方法，使得构筑复杂的3D结构通过2D裁剪的条带就能实现。
该成果是与浙江大学航空航天学院的王宏涛老师、上海交通大学工程力学系的李寅峰老师共同完成的，刘英军博士、梁春园、危安然为论文共同一作，成果以“Solder-free electrical Joule welding of macroscopic graphene assemblies”为题发表在Materials Today Nano3（2018）1-8。