科研进展
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Nature | 魔角扭曲双层石墨烯最新突破!
剑桥大学Ulrich Schneider以及北京大学Bo Song 等携手采用了低温近场光电技术对MATBG与氮化硼(hBN)对齐的异质结构进行探测。该技术能够在远低于衍射极限的尺度下探测SOSL的光电响应,从而揭示SOSL的实空间分布和潜在的局部变异。研究中通过电子输运测量和低温纳米尺度光电压测量,成功地揭示了SOSL的长程周期性调制,并发现了即使是极小的应变和扭转角度变化也能显著改变SOSL的结构。
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(纯计算)约翰·霍普金斯大学Phys. Rev. Lett.: 菱方多层石墨烯中的分数量子反常霍尔效应
在此研究中,作者对最近在与六方氮化硼对齐的五层菱方堆叠石墨烯中观察到的FQAH效应提出了质疑。研究证明,在一个具有连续平移对称性的模型中,外部莫尔超晶格势只是一个简单的微扰。通过Hartree-Fock计算发现相互作用打开了一个相当大的远程带隙,导致在填充v=1处出现一个孤立的窄C=1 Chern带。通过精确对角化,确定了不同填充处的FQAH相。然而,FQAH态也存在于没有任何外部莫尔势的计算中。
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纳米科学与工程研究院张经纬团队在石墨烯制备领域取得系列进展
张经纬团队创新性地开发了溶剂结晶辅助剥离策略,揭示了溶剂结晶增强剪切强度和界面相互作用的内在机制,实现了本征石墨烯的高效制备。与传统液相机械剥离方法相比,新方法有效降低了机械能在传递过程中的损耗,机械能利用效率提升了两个数量级(Nano Lett.)。
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电子科技大学文岐业课题组Carbon:基于超薄石墨烯纸实现吸收为主的宽带太赫兹屏蔽性能
电子科技大学电子科学与工程学院文岐业课题组利用氧化还原法制备了超薄的石墨烯纸,并利用适当的结构设计极大的提升了该材料的屏蔽效能。这种柔性、可折叠、可粘贴的石墨纸具备良好的热导率,当将石墨烯纸贴附在金字塔形金属基底上可发挥出低温度梯度的优势,进一步利用结构设计也可大大提高石墨烯纸的吸收性能。
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Constr. Build. Mater. :闪蒸石墨烯类型、含量及分散方法对新拌水泥浆体流变性的影响及机理
本文研究不足在于对FG分散状态和硬化水泥基材料性能的表征不够充分。石墨烯材料由于纳米片结构,在高碱性环境中易团聚。目前缺乏理想的方法来直接表征纳米填料分散性。因此,未来需引入更强大的表征方法。此外,FG可能显著影响水泥基材料的微观结构、力学性能及耐久性。这些方面应在未来深入研究。
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(纯计算)麻省理工学院Phys. Rev. Lett.: 五层菱方石墨烯莫尔结构中的量子反常霍尔相理论
在此研究中,作者提出了在h-BN衬底和垂直位移场存在的情况下对R5G能带结构的Hartree-Fock处理。
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北京大学多项成果荣获2023年度北京市科学技术奖
揭示了石墨烯中载流子在垂直于平面方向的输运特性,发展了“自下而上”构筑石墨烯垂直结构自旋阀的新方法,实现了室温工作的石墨烯垂直结构自旋阀器件;
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NETL 研究人员将煤焦油沥青转化为石墨烯以改进超级电容器
NETL 的研究发现了一种工艺,它使用煤焦油沥青(一种廉价而丰富的碳原料)和碳酸钾 (K2CO3) 催化剂,通过简单的工艺就能制造出具有高碳质量产量的微观三维石墨烯。
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美国德州农工大学《Carbon》:3D N掺杂皱巴巴石墨烯气凝胶,用于热电能量收集和高灵敏度压阻式传感
利用冷冻干燥和微波辐照技术,通过控制良好的多孔结构提高了导电性并抑制了导热性。微波辐照 CGAs(MW-CGAs)具有 0.0071 g/cm3 的超低密度,室温下的塞贝克系数高达 29.5 μV/K,比传统的石墨烯气凝胶(GAs)高出 42%。此外,MW-CGAs 还具有高达 800 ˚C 的出色热稳定性和压阻传感能力,响应时间快达 50 ms,对小至 0.13 kPa 的压应力具有高灵敏度。自下而上合成的 CGA 显示出在废热回收和便携式/可穿戴电子产品方面的巨大潜力。
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上海师范大学《Carbon》:石墨烯/PVA水凝胶织物,用于盐废水处理或工业盐结晶的太阳能蒸发器
研究通过在商用棉织物上构建 GO/ 聚乙烯醇(PVA)混合水凝胶,开发了一种具有三维互联孔隙结构的新型非对称光热水凝胶织物,旨在太阳能照射下蒸馏高盐水。
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哈工大《CEJ》:独特结构的石墨烯@NPCNs气凝胶,具有隔热性、防水功能和雷达隐身性能
异质层的形成或多或少地增加了气凝胶结构的稳定性,并抑制了 rGO 纳米片的重新堆积。更重要的是,rGO 气凝胶孔壁上的 NPCNs 是无定形的,因此它们不仅能优化 rGO 气凝胶的阻抗匹配,还能利用与 rGO 气凝胶之间的介电差引起强大的界面极化。因此,最终的 rGO@NPCNs 气凝胶具有良好的电磁吸收性能,特别是在厚度仅为 1.3 毫米的情况下,有效吸收带宽(EAB)达到 5.1 GHz。通过梯度多层结构设计,EAB 值可进一步扩展到 12.1 GHz。数值模拟技术生动地证明,与单个rGO气凝胶相比,这种外壳工程策略有助于入射电磁波穿透 rGO@NPCNs气凝胶,并有利于生成适当的异质界面,以增强界面极化损耗。此外,rGO@NPCN气凝胶还具有良好的隔热性能、防水功能和雷达隐身性能,这充分说明了它作为未来高性能EWAM优异候选材料的广阔前景。
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空军工程大学白二雷团队: 氧化石墨烯接枝碳纤维增强体改性混凝土的力学性能
CF-GO不仅是一种结构增强体,还可以作为功能增强体,用于提高混凝土电磁屏蔽、雷达吸波等特性。碳纤维增强混凝土在高频电磁波的防护上具有较好的效果,但对电磁波的吸收能力较弱、对电磁波屏蔽的频带窄。因此,考虑将氧化石墨烯接枝在碳纤维表面,从而综合提高混凝土的性能。CF-GO/C有望作为一种结构-功能一体化材料应用于军事工程。
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综述-智能气体传感器:近期发展与未来展望
在过去的几十年里,智能气体传感器技术受到了集成、物联网和高级算法的推动,并从当前的刚性便携设备转变为灵活的可穿戴电子产品。本综述介绍了电学和光电气体传感器的基本工作原理、智能可穿戴气体传感器的完整操作流程、传感器架构以及智能气体传感器在各种应用中的最新进展。
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App.Mater.&Inter.:自下而上生长的镍/石墨烯/镍纳米结中的自旋隧道磁阻效应!!
研究团队探索了基于石墨烯的二维MTJ中的自旋输运。他们使用化学气相沉积技术在Ni(111)基底上直接生长石墨烯,并通过物理气相沉积方法在石墨烯表面底部向上沉积Ni薄膜,制备了Ni/石墨烯/Ni纳米结阵列器件。实验中观察到了TMR效应,并通过对AMR的排除来证实这一点。此外,研究还发现,通过优化纳米光刻过程中的离子束刻蚀步骤,可以消除短路效应,从而更有效地促进TMR。
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英国曼彻斯特大学Weiguang Wang等 | 石墨烯和氧化石墨烯对聚己内酯骨组织工程支架影响的体外研究
G和GO的加入提高了支架的表面性能(降低模量和润湿性)、材料结晶度、结晶温度和降解速率。然而,压缩模量、强度、表面硬度和细胞代谢活性等特性的变化在很大程度上取决于所用的增强材料类型。最后,基于实验结果,本文建立了一系列经验模型,用于描述支架的重量、纤维直径、孔隙率和机械性能随降解时间和碳纳米材料浓度变化的关系。