材料人
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最新Nature:AI辅助下的石墨烯基化学传感器
该成果展示了石墨烯基离子敏感场效应晶体管(ISFETs)在环境监测、医疗健康诊断、工业过程控制及食品安全等领域的应用潜力。文章深入分析了石墨烯ISFETs的pH敏感性,指出其能准确感知液体溶液的pH值,并讨论了影响ISFET响应的非理想因素。此外,文章还提出了利用机器学习算法来减轻这些挑战的方法,为ISFETs更广泛的应用奠定了理论基础。
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济南大学张丛丛副教授、刘宏教授、山东大学韩琳教授AFM综述:石墨烯场效应晶体管在生物检测领域的最新进展
首先,我们介绍场效应晶体管的基本概念和固有特征,特别关注 GFET 的独特性能以及 GFET 生物传感器的评价参数。接下来,我们将研究 GFET 如何发挥生物传感器的功能,重点关注传感机制的具体方面。随后,我们介绍了具有代表性的实例,这些实例强调了提高基于 GFET 的生物传感器性能的成功策略。然后,在多学科方法优势的指导下,我们深入探讨了使用 GFET 阵列进行多通道检测的最新进展。最后,我们预测了这一领域的未来发展方向。
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二维材料柔性电子有哪些值得关注的突破?
笔者将在本文中探讨不同类别的二维材料以及它们的特性,并希望通过2023年顶刊发表的相关文章帮助读者了解当前二维材料在柔性传感器领域发展阶段。最后将讨论该领域的一些挑战并探讨其未来研究的方向。由于二维材料很多,所以笔者在每个细分领域中选取了一个具有一定代表性的最新成果。
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Small:仿生矿化构筑花状硒化钴/石墨烯异质结构用于高性能除盐电极
这种异质结构能够提供大量的接触面积,充分释放活性位点,加快电荷/离子传输。得益于花状结构硒化钴和高导电石墨烯之间的协同作用,所合成的复合电极材料表现出优于纯花状硒化钴和水热法所得硒化钴/石墨烯复合材料的除盐性能。电容去离子性能测试、吸附动力学计算和循环后的结构表征证实了这种异质结构在促进离子吸附和强化电荷/离子传输特性方面独特的优势。
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Adv. Mater.:纳米多孔超结构石墨烯的直接合成技术
在高温下使用熔融金属Bi选择性蚀刻非晶态金属碳化物,驱动碳原子在动态固体-熔体界面发生非稳态自组装,直接形成大尺寸、无裂纹缺陷、高结晶度的纳米多孔石墨烯。所得到的三维连续构型纳米多孔石墨烯具有优异的导电性、力学强度和柔性,应用于基于离子-溶剂共嵌入反应机制的钠离子电池负极,表现出优异的电化学性能。
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北京航空航天大学与中国海洋大学Materials Today Physics:石墨烯纳米片在石墨烯上滑动的边缘钉扎效应
本研究的创新点在于,通过第一性原理从头计算,提供了微观层面上的原子信息,解决了超级润滑中的一个关键问题,即如何消除边缘效应。这项研究对于理性设计超低摩擦的范式具有重要意义,有望为提高超级润滑系统的性能和使用寿命提供指导。
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陈军教授Small:一石二鸟:石墨烯剥离酞菁基COF实现锂离子电池高离子电导率和快速反应动力学
该研究报道了一种“一石二鸟”的设计策略,同时实现离子电导率和反应动力学显著提高,并揭示了酞菁基COF作为锂离子电池电极材料的容量增强机制和锂存储机制,系统地阐明了PMDA-NiPc和石墨烯在复合材料中各自的容量贡献。
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中科院山西煤化所特种石墨研发团队在炭基热管理材料领域研究进展
经过多年攻关,中科院山西煤化所特种石墨研发团队(705组)近期突破了三维网络结构的轻质各向同性石墨泡沫(GF)、还原氧化石墨烯泡沫以及超厚的石墨导热片的技术壁垒,有望应用于我国未来航天飞行器恶劣环境下的屏蔽和热管理领域。
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西安交通大学邵金友课题组:石墨烯组装,Matter!
本文提出的流场诱导石墨烯取向、毛细压缩提高材料密度、多核组装调控微观结构的方法可能也适用于其他二维材料,有望推动二维材料在储能、海水淡化、纳米过滤等高离子通量应用场景的应用。更重要的是,本文提出的方法简单、高效,适合大规模生产,有助于推动高性能二维材料及电极宏量制备。
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Nat. Commun.:石墨烯复合材料的低温特性演变:从热导体到热绝缘体
研究者提供了一个物理模型来解释这一反直觉的趋势,并提供与测量结果相符的数值模拟数据。得到的结果表明,可以使用相同的组分材料制备复合材料,既用于去除热量又用于在低温下进行热绝缘的电子组件。后者构成了热管理的概念性变化,通常热管理依赖于不同的材料来进行热传导和隔离。
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研究透视:复旦大学Nature-石墨烯-水界面
综上所述,作者使用无衬底石墨烯样品对于理解石墨烯-电解质界面的内在微观结构非常重要,为研究石墨电极和电解质界面的界面物质及其反应动力学提供了理想的平台。
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最新Nature:二维晶体中质子通过纳米尺度波纹的快速输运
在此,来自英国曼切斯特大学的A. K. Geim & M. Lozada-Hidalgo和英国沃里克大学的P. R. Unwin等研究者利用高分辨率扫描电化学电池显微镜发现,尽管质子通过机械剥离的单层石墨烯和六方氮化硼的渗透不能归因于任何结构缺陷,但二维膜的纳米级非平坦性极大地促进了质子的运输。
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厦门大学材料学院王耀辉副教授和化学化工学院李剑锋教授在石墨烯界面水的拉曼表征领域取得系列进展
针对上述难题,王耀辉副教授团队通过湿法转移将石墨烯转移至Au单晶表面,利用壳层隔绝纳米粒子增强拉曼光谱原位研究了石墨烯界面水在电场调制下的演变过程。
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新加坡国立大学 Nat.commun: 石墨烯超级莫尔,从此变得可控
综上所述,作者通过三大核心技术,成功解决了石墨烯超级莫尔的样品制备过程中的三大难题,为石墨烯超级莫尔材料的基本物理性质的研究铺平了道路。
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安徽工业大学PNAS:宏量制备石墨烯纳米带及其功能材料
安徽工业大学闫岩教授、刘明凯教授提出了一种“冷冻-卷曲-压缩”的策略,通过将大片层(平均宽度~20微米)的氧化石墨烯与二氧化硅溶胶超声混合,并在低温低压下进行脱水干燥和化学刻蚀,制备出了高纯度、高径向比的石墨烯纳米带材料。