材料分析与应用
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烟台大学《AEM》:超润湿转移诱导的一维银纳米线/二维石墨烯复合柔性透明电极
生成的复合电极由1D AgNWs作为渗透网络,2D石墨烯纳米片作为导电性增强组分组成,显著降低了AgNWs薄膜的片层电阻,从80.6 Ω·sq降至27.1 ·sq−1同时保持光学透过率高达89.0%。复合电极还具有优异的机械弯曲稳定性和化学稳定性。该复合电极被成功应用于透明加热装置,显示出良好的热稳定性和加热效果。这项研究为高性能 FTE 的制备提供了一种新的方法,可实现大面积和连续生产。
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四川大学《Carbon》:新型Sns/石墨烯复合材料,用于锂硫电池领域
沉积在rGO表面上的硫纳米片在充放电循环过程中表现出卓越的容量保持稳定性,即使硫含量高达89%。值得注意的是,阴极的其他成分,如rGO、导电碳和碳纤维,对抑制锂硫电池中的穿梭效应的影响很小。这突显了硫纳米片的独特形态在实现锂硫电池出色电化学性能方面发挥的关键作用。
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河南理工大学《Carbon Energy》:简易制备公斤级多孔碳纳米片,用于高容量锂离子电池
研究以天然丰富且具有生物相容性的腐植酸钠(SH)为前驱体,通过简便的冰诱导拼图法和碳化策略,制备出从实验室规模到公斤级的 PCNS。
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北京石墨烯研究院《AFM》:导电导热碳纳米管/石墨烯蒙烯玻璃纤维织物,用于航空航天等
与GGFF相比,在CNT/GGFF中构建三维导电和导热网络可使板材电阻降低>90%,抗拉强度提高4.5倍,热阻降低>70%,在复合材料、散热和除冰等领域的应用前景广阔。此外,CNT/GGFF的热阻表现出与温度无关,将应用扩展到航空和航天,因为传统材料的热导率随环境温度的变化会对飞机的热稳定性、可靠性和寿命产生不利影响。
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安徽大学《Small》:2D MXene和石墨烯层状结构层压,用于高性能全固态超级电容器
这项研究的结果从根本上揭示了作为固体电解质的 GO 以及假电容性 MXene 的结构特性和电化学性质,并为设计全固态柔性电子器件(如使用 MXene-GO 组合的湿敏探测器或柔性储能器件)提供了指导。
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江苏大学《CEJ》:在掺硼石墨烯气凝胶上构建电子互动CoMoO4@CoP核壳结构,用于高柔性超级电容器
与传统的石墨烯电极材料相比,BGA 不仅能激活硼相邻碳原子产生假电容,还能加速电解质离子的纵向转移。由于 CoMoO4 和 CoP 异质界面之间的电子耦合效应和界面协同效应,CoMoO4@CoP/BGA 表现出理想的比电容(1 A/g 时为 3056.3F/g)和优异的长期循环性能(10,000 次循环后仍保持初始电容的 88.4%)。BGA 阴极也表现出更强的性能,1 A/g 时的比电容为 431.7F/g,远高于文献报道的碳材料。最后,在 10 A/g 的高电流密度下,CoMoO4@CoP/BGA/BGA HCS 器件表现出卓越的循环稳定性(10,000 次工作循环后比电容保持率为 95.6%)。此外,在功率密度为 800.0 W kg-1 时,该 HCS 器件显示出 50.2 Wh kg-1 的高能量密度。
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上海电力大学《Adv Sic》:用两性石墨烯原位封装 SnS2/MoS2 异质结,实现高能量和超稳定锂离子阳极
研究通过在两亲空心双石墨烯片(DGS)中原位封装 SnS2/MoS2 纳米粒子,制备了一种异质结构双金属 TMS 阳极。分层多孔 DGS 由内部亲水石墨烯和外部疏水石墨烯组成,可加速电子/离子迁移,并在膨胀和/或收缩过程中牢固保持合金微粒的完整性。
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中科院上海硅酸盐所《ACS Nano》:硫功能化碳纳米管与镶嵌纳米石墨烯,用于3D打印微型超级电容器和灵活的自供电传感系统
这项工作不仅为开发高性能微型超级电容器提供了一种前景广阔的方法,而且为创建先进的可穿戴/柔性微电子系统奠定了基础。
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长春工业大学《Nano Lett》:西兰花状黑镍/石墨烯复合膜,用于太阳能热能转换海水淡化
研究采用一步电化学方法制备了一种用于太阳能驱动海水淡化的西兰花状分层镍黑@石墨烯(Ni@Gr)膜,该方法同时进行了石墨烯的电化学剥离和Ni@Gr材料的共沉积。
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韩国光云大学《AFM》:混合纳米多孔碳材料,用于汗液分析和心电图监测
研究利用在激光刻蚀石墨烯(LSG)中加入 MOF-on-MOF 衍生的表面功能化混合纳米多孔 C(f-HNPC)的独特性能,开发了一种用于汗液和心电图(ECG)监测的皮肤贴片。通过 KOH 活化实现的羟基 (OH) 官能化 NPC 可促进电极-电解质界面的电子传输。
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北航:自组装的3D CoSe基硫主体可实现高效、持久的多硫化物电催化转化,用于柔性锂硫电池
DFT计算表明,CoSe、Ti3C2Tx 和石墨烯的协同作用可以改善 LiPSs 的化学吸附和催化效果。在这种设计下,S@CCGM 阴极在 0.2C 电流密度下的初始容量为 1205.1mAh g-1,在1C下循环1000次后,每循环衰减率低至0.055%。此外,基于凝胶电解质的柔性袋式电池显示出良好的柔韧性和安全性能。这项研究有望为高性能柔性Li-S 电池硫宿主的合理设计提供新的见解。
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华东理工大学《Carbon》:超灵敏耐用石墨烯纤维气凝胶,用于柔性压力传感器
由随机堆叠的一维石墨烯纤维组成的蓬松纤维结构保证了气凝胶的柔软性和低抗压强度,从而实现了传感器的高灵敏度。石墨烯纤维在高温热退火后具有很强的机械性能,形成的互连网络骨架确保了气凝胶的抗疲劳性和弹性。
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哈工大《ACS AMI》:柔性石墨烯/AgNWs/PET电极,用于高稳定性透明电极
这种复合电极具有出色的光电特性(T≈88%,R≈6Ω sq-1),表面光滑,这主要归功于乙醇蒸发产生的毛细力,确保了 rGO 在原始基底上分层过程的完整性。毛细力同时促进了rGO和AgNWs的紧密封装以及 AgNWs 结点的焊接,从而提高了电极的机械稳定性(20,000 次弯曲循环和 100 次绑带试验)、热稳定性(约30 °C、约25% 湿度条件下 150 天)和环境适应性(100 天的化学侵蚀)。该电极在柔性电致变色装置中具有出色的柔韧性和循环稳定性(经过 5000 次弯曲循环和 12000 秒的长期循环后,仍能保持 95% 和 98% 的亮度),验证了其实用性。
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郑州大学《Adv Sci》:3D打印亲钠Co3O4@C/rGO纳米片,用于超长周期金属钠电池
研究通过三维打印(3D)方法展示了沉积在还原氧化石墨烯(Co3O4@C/rGO)上的 Co3O4 和碳复合材料的分层结构微网格框架,该框架的多孔结构可控,高度和宽度可调,可用于无树枝状的 Na 金属沉积。结合光谱和计算分析,证实了立方 Co3O4 相的亲钠性、便捷的 Na 金属沉积动力学和富含 NaF 的固体电解质相(SEI)的形成。
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巴斯克大学《Carbon》:石墨烯复合阴极和新型稀溶剂化电解质的组合,实现实用的锂硫电池
研究探索了优化的高硫含量石墨烯阴极与新型稀释电解质(SSE)的共生组合,SSE 由 1,3-二氧戊环(DOL)作为溶剂和 1H,1H,5H-八氟戊基-1,1,2,2-四氟乙基醚(OCTO)作为稀释剂组成,E/S 比为 7 μL mg-1。评估了阴极配方中加入石墨烯的影响以及阴极与电解液之间的物理化学兼容性,并与基准 DME/DOL 电解液进行了比较。