科研进展
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中关村论坛丨唐捷:加快产学研深度融合 推动材料领域成果落地
针对这一国际性瓶颈难题,唐捷团队历经20余年深入探索,成功将以碳纳米管引入石墨烯与石墨烯之间,起到支架作用,形成石墨烯-碳纳米管-石墨烯的三维结构,有效解决了石墨烯团聚效应,使材料达到高能量密度和高功率密度的“双高”性能。“这两个物质的叠加不是简单的1+1=2,而是1+1>2。”
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北理工《FlexTech》:基于Ecoflex/碳复合油墨的机织织物传感器和智能手套
本研究全面阐述了传感器的制造工艺、传感特性、弯曲和压缩下的性能及其实际应用,为智能织物传感器的进一步研究和应用提供了有价值的参考。然而,本研究中开发的织物传感器的功能相对有限,仅对拉伸力和压缩力表现出良好的电阻响应。未来的工作可以集中在开发更先进的基于织物基材的智能传感器,如多方位、多功能传感器,以进一步推动智能服装和可穿戴设备领域的发展和进步。
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可定制形状的多功能层状结构石墨烯气凝胶
浙江大学高微微副教授、高超教授团队通过离子扩散定向组装策略,实现了可定制宏观形状层状结构石墨烯气凝胶的可控制备,同时兼具优异超弹性(90%应变长循环后可完全回复)和电磁屏蔽性能(最高89.3 dB,比屏蔽效能达107,850 dB·cm2/g)。
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物理化学学报 | 北京大学高鹏、刘忠范/中科院金属研究所任文才:石墨烯导热厚膜微结构与导热性能的构效关系研究
本研究系统揭示了孔洞结构对石墨烯厚膜等效热扩散系数的影响机制,进一步完善了石墨烯在热学性质上的构效关系。研究首次提出了孔洞结构中独立于密度的关键物理量——本征热扩散系数,作为评估石墨烯热导率的核心指标。通过对石墨烯厚膜中孔洞结构的分类研究,我们发现单一大孔洞主要导致密度降低,而密集小孔洞则显著降低本征热扩散系数。此外,研究证实面外结晶性在调控本征热扩散系数和热导率方面具有重要作用。
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东华大学《J Mater Sci》:基于石墨烯/碳粉的水性导电油墨,用于高性能柔性可穿戴加热器
这种导电油墨具有适合丝网印刷的流变特性,印刷分辨率可达 0.4 毫米,附着力为1级。当石墨烯纳米片占导电填料总含量的15%时,印刷图案呈现出由导电填料在微观尺度上的平面接触和点接触形成的 “三明治 ”型导电网络结构,从而使片层电阻低至 14.16 Ω sq-1,比纯超细碳印刷图案低 54.99%。
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浙江大学高超课题组:具有良好抗脱层性能的二维层状材料
团队揭示了层间能量耗散(而非单纯结合强度)是决定二维层状材料抗脱层性能的核心机制;提出了人工层间缠结增韧(IET)策略,显著提高了氧化石墨烯薄膜的脱层强度(11.8 MPa),接近天然珍珠层(13.3MPa),并制备了一系列具有良好面外抗脱层性能的二维层状功能材料。
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高质量涡轮层石墨烯合成,Nanomaterials!
通过多种分析手段确认了其石墨烯样性质,揭示了部分氧化、不同程度的石墨化及含氧官能团的存在。生物质的元素组成显著影响石墨烯的产量和质量,高碳含量的生物质可生成更有序、缺陷更少的石墨烯,而高氧含量的原料则使材料表面反应性增强。尽管该方法在可扩展的石墨烯生产方面潜力巨大,但在更大规模生产时,确保均匀加热和控制材料性能仍面临挑战。
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Nature Electronics: 石墨烯晶圆的无损转移与器件集成
研究团队利用Cu(111)/石墨烯作为外延模板,基于晶格匹配实现了高质量单晶Sb₂O₃栅介质层的外延生长,并利用石墨烯作为缓冲层,通过较弱的范德华作用力,实现外延层与外延衬底的解耦,确保Sb₂O₃层无损剥离。另一方面,外延制备的Sb₂O₃能够与石墨烯形成良好的范德华接触,进而作为转移辅助介质,辅助石墨烯剥离转移。基于此,研究团队实现了4英寸石墨烯晶圆向目标衬底(Si/SiO₂衬底)的无损转移。
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浙江大学高超等:面向极端热管理领域的具有无缝异质界面的结构稳定高导热石墨质膜
为探究石墨质膜(GF)在极端温变环境下结构与性能的稳定性,本研究引入了从液氮环境到大气环境的快速循环冲击试验(LNS试验)。通过对GF进行反复LNS试验以评估其作为热管理组件材料在极端使役条件下的可靠性。
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科研团队在石墨烯环境毒性机制研究领域取得重要进展
本研究突破了传统“活性氧中心论”的毒性评估框架,创新性提出“界面物理损伤-代谢联合抑制”的双重毒性机制模型,为纳米材料的生态安全应用开辟了新路径。
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浙江大学《ACS AMI》:综述!冰模板石墨烯气凝胶的研究进展:制造、性能和应用
本文系统总结了冰模板石墨烯基气凝胶的发展和进展,主要集中在前驱体制备、冷冻、干燥和后处理等制备过程,以及具有各种宏观结构和微观结构的石墨烯基气凝胶的多功能应用。
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CEJ:利用高功率快速焦耳加热法大规模生产石墨烯—Danna Wu
高功率RJH工艺使用放大的焦耳加热系统,在石英管中压缩100克炭黑,在几分钟内达到3000摄氏度的温度。将炭黑转化为石墨烯的过程包括预热和石墨化阶段,能耗极低,约为每公斤5千瓦时,相当于每公斤0.50美元的成本。理论上,一个设备每年有可能产生多达5吨的石墨烯。氧化硼和三聚氰胺等添加剂用于直接大规模生产掺杂石墨烯。
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北京理工大学王业亮/黄元 Adv. Mater.: 通过水汽插层实现可控扭曲角度二维材料转移!!
该技术通过在衬底表面引入水汽分子,实现2DMs从衬底的清洁、均匀剥离,能够灵活地制备扭曲异质结构。利用该技术,研究团队成功制备了具有高质量界面的扭曲单层/少层石墨烯和类准晶结构的WS₂/MoS₂异质结构。此外,还制备了悬浮结构,为研究其本征物理性质提供了便利。
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中国矿大(北京)《 ACS Omega》:以烟煤为原料制备少层石墨烯,用于锂离子电池
我们以煤为前驱体,通过激光诱导法成功合成了一种具有优异特性的几层多孔石墨烯基材料。C-LIG 具有类似蜂窝状的形貌,并具有多孔特征,主要为介孔结构,同时在孔壁中观察到许多尺寸较小的孔。
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江苏大学Dawei Cao/ Yuan Liu团队–通过优化石墨烯上的氧基团来简便制备高性能自支撑微型超级电容器
本文提出,由于 sp2 和 sp3 杂化的平衡,优化石墨烯上的含氧量有望满足这些需求。使用中等氧化程度的石墨烯,可轻松获得柔韧性好、导电、耐水且易于加工的薄膜,这有利于制备自支撑 MSC 电极。