中山大學陳軍互教授團隊主要開發

1. 新型態球狀石墨烯：具有優異的分散性，打破石墨烯堆疊的問題，增加未來應用加工性。除此之外，擁有良好的導電、導熱、抗壓、吸波的特性，能有效提升混成材料性能。
2. 綠色氫能系統及金屬氧化物催化劑：利用酸性氧化還原輔助沉積法可以簡便鍍超薄原子級層狀薄膜於各式基板上，進一步發展出更高效率的元件、光電轉化或催化劑系統。長遠目標為透過新的材料製備法與跨領域研究達到奈米科技的突破。

金屬氧化物材料:

藉由酸性氧化還原輔助沉積法合成金屬氧化物與氫氧化物，且可控制其厚度、結構、相態與組成。以鈷與錳為主體的金屬氧化物 (Cobalt Manganese oxide hydroxide, CMOH) 奈米粒子與薄膜尤為實驗室特色。並可進一步用於(1)氫能源發展(如水分解等氫能源設備儲存)、(2)生物感測器。

(1)氫能源發展:

水電解反應處於清潔能源的前沿。然而，傳統電極使用昂貴的電催化劑，例如釕、銥和鉑。使用地球上豐富的過渡金屬的氧化物和羥基氧化物作為電催化劑，使用經濟實惠的催化劑是有望的替代品。我們的研究重點是將金屬氧化物或羥基氧化物的納米複合材料實現高的析氧反應 (OER) 和氧還原反應 (ORR) 效率。並能展現優異的性質在實體電化學水分解元件中。

(2)生物感測器:

鈷錳氧化物、鈷鉻氧化物證實可在生理條件的pH值下對於檢測H₂O₂的選擇性具有15μM的偵測極限濃度。然而我們將鈷錳氧化物進一步與石墨烯結合，顯示出更高的靈敏度，推測由於形成了新的活性位點進而改善電荷傳輸。合成催化劑方面，利用太陽光催化合成方式對於實現可持續性而言至關重要。我們也已經成功地在水相環境中利用太陽光催化氧化還原反應合成以氧化鈷為基底的催化材料，對於H₂O₂的感測應用與利用高錳酸鹽作為氧化劑的催化材料相比，顯示其高選擇性並具有較寬的檢測範圍（0.005至35 mM），且較低的偵測極限（0.7μM）。

皺褶石墨烯球:

利用低溫法製作出密度極低的三維皺褶石墨烯球，藉著球體將原本二維平面的面對面接觸變成點對點接觸，進而削弱凡得瓦力，解決層與層之間的堆疊及分散性的問題，並提升可加工性。結果顯示石墨烯球能有效分散在乙醇、苯胺、四氫呋喃等常見的有機溶劑中，在 24 小時後依然維持好的分散性。(1)由熱傳導實驗數據得知，在相同熱源下，一般散熱膏僅添加 0.5 wt% 石墨烯球就可將溫度降至與國際廠牌散熱膏相同(99.3℃)。當添加量為 1.5 wt%，溫度可進一步下降至96.4℃。(2)經由多次充放電的循環測試後，添加三維皺褶石墨烯球的鋰離子電池明顯提升 25% 電池的使用壽命。(3)在電磁屏障測試中，僅加入 0.6 wt% 的三維皺褶石墨烯，屏蔽效果可達 99.99%，有效屏蔽電磁波並達到商用標準。

石墨烯的光催化劑和電催化劑:

我們研究石墨烯-半導體混合面板 (GHP)，在半導體界面處具有可控的石墨烯厚度、覆蓋率和尺寸。我們觀察到界面處的光催化增強取決於石墨烯厚度的數量，GHP 由 3 個石墨烯層組成，在亞甲基藍的光降解中觀察到的最大性能。
我們通過將石墨烯添加到金屬氧化物上來研究協同增強，從而擴展了氧化石墨烯對電催化的積極作用。我們合成了具有 3D 納米空隙的納米結構鈷錳氧化物，這是一種已知的 H₂O₂降解電催化劑，氧化石墨烯 (G-CMO) 通過靜電相互作用填充納米空隙。導致在過氧化氫傳感器應用中具有協同電催化活性。

石墨烯的碳催化:

氧化石墨烯帶有不同的氧基（酮、羧酸、環氧化物和醇），它們可以作為促進有機轉化的活性位點。我們積極研究高度氧化的氧化石墨烯作為具有潛在藥用價值的有機化合物合成催化劑的應用。