科研进展
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国防科技大学朱梦剑 ACS Nano|1+2>3,转角赋能高响应度石墨烯光电探测器
研究团队最新报道了旋转角度对转角单-双层石墨烯中的光与物质相互作用的调控现象。当范霍夫奇点(VHSs)的能量差与激发激光的能量相匹配时,VHSs的产生显著增强了拉曼G峰。在特定的扭曲角度下,由于双共振拉曼散射过程的作用,TMBG中观察到了新的拉曼峰R峰和R’峰。更进一步,得益于VHSs增强的光激发电子带间跃迁,发现与单层和三层石墨烯器件相比,TMBG光电探测器在与入射光共振的转角下,其光响应率分别提升了31倍和15倍,并且对不同波长的入射光表现出了优异的选择性。这些发现不仅为深入理解石墨烯中光与物质的相互作用提供了新的视角,也为开发新型二维材料范德华异质结光电器件提供了新的可能性。
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Nano Res.[理论]│北京石墨烯研究院孙晓莉:含氧碳前驱体在过渡金属衬底上低温生长石墨烯的理论研究
本文利用密度泛函理论(DFT)研究了CH3OH碳源在Cu和CuNi基体上裂解反应过程的机理,以及裂解产物对石墨烯生长的影响。
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南通大学自主研发成果助力海水淡化
袁国秋介绍,在集热模块,采用类黑体太阳能俘获技术和相变储能技术,可以实现太阳光的高效吸收和快速光热转换。同时,利用石墨烯强化的赤藓糖醇相变储能材料,有效补充了光照间歇期间的热能损失。蒸馏模块则采用了温控供水和自净设计,通过毛刷结构的输运系统,实现了海水向蒸发面的高效输运和周期性自净,确保了蒸发端的高效界面蒸发和抗盐性能。
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全球首次!韩国LG电子开发的石墨烯半导体制成的X射线设备成功用于医学影像领域
研究团队通过利用石墨烯,将电子束的X射线发射效率提升到了40%。之前虽然也曾利用碳纳米管开发便携式X射线设备,但仍然需要真空设备和高电压条件。此次研究应用了一种能够通过简单工艺生长石墨烯的技术,并开发了石墨烯金属-氧化物-半导体(MOS)结构的医疗X射线影像设备。研究团队还通过臭氧处理和部分氧化硅工艺(LOCOS)解决了石墨烯MOS结构低输出的问题。
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Adv Mater:超高吡啶/吡咯氮含量的N/S共掺杂多孔石墨烯用于碱离子电池
北京化工大学邱介山教授、哈尔滨工程大学闫俊教授等报道通过微爆炸辅助剥离技术剥离氧化石墨烯,合成了N,S掺杂的剥离多孔石墨(NSEHG, N, S co-doped exfoliated holey graphene),其中的吡啶/吡咯N含量超高(90.6 %),层间距达到0.423 nm。
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石墨烯 | 石墨液相剥离高产率制备石墨烯
他们展示了一种可扩展的方法,从粉末石墨中生产高质量的未氧化石墨和石墨烯薄片。通过使用某些溶剂,石墨烯可以以高达0.01 mg mL−1的浓度分散。然后,这些分散体可用于通过喷涂、真空过滤或滴铸来沉积薄片。通过添加聚合物,它们可以变成聚合物复合分散体。他们相信这项工作开辟了一个全新的潜在应用前景,从传感器或设备到透明电极和导电复合材料。
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苏黎世联邦理工学院《Nat Comm》:控制石墨烯中的光电定向光电流,带宽超过400GHz
研究展示了一种频率响应大于400GHz的自供电石墨烯光电探测器。该器件将超材料完美吸收器结构与石墨烯相结合,其中的非对称谐振器在石墨烯通道内诱导光热电定向光电流。该器件具有与光热电效应相关的准瞬时响应。典型的漂移/扩散时间优化并不需要高速响应。我们的研究结果表明,这些光热电定向光电流具有超越许多其他石墨烯光电探测器和大多数传统技术带宽的潜力。
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北大/石墨烯研究院《JACC》:流体动力学整流CVD 制备石墨烯蒙烯玻璃纤维织物,用于自然能量收集
首先提出了一种流体动力学整流策略,以协同调节碳物种在三维空间中的分布及其与分层结构基底的碰撞,从而在大规模三维编织物中实现高质量石墨烯在纤维上的高度均匀沉积。这种策略具有通用性,适用于使用各种碳前驱体的 CVD 系统。GGFF 具有高导电性和光热转换能力,在此基础上首次开发出一种自然能源收集器。它既能收集太阳能,也能收集雨滴能。
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重庆大学袁媛等–通过石墨烯限制的镓金属实现的用于可再充电镁电池的自修复、高稳定性阳极
在这项工作中,通过引入还原氧化石墨烯(g a@rGO)限制的Ga核壳结构,开发了一种用于可充电镁电池(RMBs)的自修复、高稳定性阳极材料。通过这种Ga@rGO阳极,在室温下以0.5a g–1的电流稳定达到1200次循环的比容量为150 mAh g–1,在40…
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河北工业大学程菲ACS AEM重磅微量氧化石墨烯诱导自模板热液法合成δ-MnO2/C微球作为高性能准固态锌离子电池正极材料
研究团队利用锰甘氨酸微球作为前驱体和模板,以及还原氧化石墨烯(rGO)作为导电连接体和结构保护添加剂,成功制备了具有优异电化学性能的C@MnO2-rGO复合材料。这种材料不仅在结构稳定性上表现出色,而且在导电性和离子传输通道方面也具有显著优势。
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AM 武汉理工大学梅启林/丁国民:增强的超薄、空气浮石墨烯宏观薄膜的自组装和自发分离及其在超高灵敏度原位生长传感器中的应用
通过这种分离行为,制造了原位生长的AGFs传感器,它们对普通传感器难以识别的温度和干扰的微小变化表现出快速响应和超高灵敏度。因此,展示了一种制备超薄石墨烯宏观薄膜的新可行策略,它们可以成为多功能、超高灵敏度传感器的优秀候选材料。
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Cement Concrete Comp. :通过合成水化硅酸钙的微结构分析探索氧化石墨烯在水泥基材料中增强机理
现有研究对GO增强水泥基材料机理存在争议:有研究认为GO表面吸附熟料颗粒,促进水化硅酸钙(C-S-H)成核,随后C-S-H由于空间限制以花状结构向外生长;也有研究认为花状结构是样品制备过程中长时间暴露而生成的方解石聚合物。有学者发现,在水灰比为0.4的水泥浆中加入0.02–0.06 wt.%的GO会显著影响熟料水化;另有研究表明,使用较高剂量GO(0.15 wt.%)且减水剂(SP)添加不足时,水泥水化程度无明显变化。此外,有研究表明,GO可增强砂浆强度,但不会改变C-S-H结构。这可能归因于在较高剂量下GO在水泥浆中容易重新团聚,且对C-S-H聚合影响有限。同时,也有其他研究表明,GO官能团显著影响C-S-H形态。上述矛盾结果说明GO与水泥基材料的相互作用复杂,需进一步研究以阐明其增强机理。
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石墨烯增强相变材料热导率,用于先进热能管理
以紧密排列和重叠的石墨烯片形成的石墨烯团簇为填料,并将其与相变微胶囊和压缩成型技术相结合,制备出功能齐全且易于使用的复合材料(VBGC/PCMCs),在≈29 vol%的填料添加量下,复合材料的热导率达到 103 W m-1K-1,热荷率提高了两个数量级以上。这种形状可配置的石墨烯复合材料在大功率器件冷却、光热功率转换、新能源电池热控设计等先进能源领域表现出优异的热管理效率。
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北航杨皓哲一作兼通讯Nature Materials!神奇的扭曲角:调控 WSe₂/ 石墨烯异质结构中自旋纹理的关键
在这项研究中,来自西班牙、中国、捷克等国的科学家合作,通过制备具有可控扭曲角的 WSe₂/石墨烯 vdW 异质结构,首次实验验证了自旋纹理可以通过扭曲角进行调制。他们使用光学二次谐波产生(SHG)和拉曼光谱准确测量了扭曲角。