科研进展
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中山大学《Carbon》:刚柔耦合多级碳复合材料,用于超长循环锂离子电池
总之,我们的研究成功地利用聚吡咯连接的中空碳纳米球和rGO制备了结构紧凑的多级多孔碳材料HCGP-200。这三种成分的协同作用赋予了电极出色的储锂性能。即使在5ag-1下进行2200次循环后,HCGP-200阳极仍保持780 mAh g-1的比容量。此外,在20Ag-1的极高电流密度下,经过3000次循环后,其可逆容量为450mAh g-1。这种多级梯度结构有效地承受了充电和放电过程中的应力变化,增强了材料的结构稳定性,并提高了结构的导电性。因此,它能够实现电极的可逆和快速充电和放电,这对大功率电池的应用具有相当重要的意义。
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中国地质大学(武汉)《AFM》:受榫卯结构启发制备石墨烯复合气凝胶,用于高效的太阳能驱动海水淡化和发电
研究受榫卯结构的启发,制备了氨基-凹凸棒石/石墨烯杂化气凝胶(GNA)。由于氨基凹凸棒石纳米纤维对石墨烯气凝胶的结构调控,混合气凝胶在内部建立了连续的传热通道,确保了 PCM 的稳定封装。
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一步合成法:等离子体辅助电爆炸技术合成金属-石墨烯纳米复合材料
研究了一种通过电爆炸法合成结构可控的金属-石墨烯纳米复合材料的新方法,揭示了电爆炸过程中产生的冲击波和等离子体辐射在不同条件下对纳米复合材料结构形成的影响。研究结果表明,通过调整电压条件,可以有效控制纳米复合材料的结构形态,从表面修饰到核壳结构再到复杂的混合纳米颗粒,为金属-石墨烯纳米复合材料的可控合成提供了新的思路,具有重要的应用前景。
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兰州理工大学冉奋教授GEE|氧化石墨烯基功能性水凝胶电解质稳定锌阳极
一种具有稳定锌阳极的GO/CMC水凝胶电解质被构筑。低浓度GO片均匀分布在水凝胶电解质,作为“离子传输的高速公路”,促进锌离子沿着大分子链迁移。许多高电负性氧原子与锌离子之间的可逆金属配位为运输提供了一个选择性且方便的通道,这显著加速了锌离子的迁移,并且水凝胶电解质的含氧官能团对锌离子的吸附作用增强,因此减轻其去溶剂化障碍并最终赋予锌离子具有加速的去溶剂化动力学。
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ACS Nano:石墨烯场效应晶体管上的栅控可调分子扩散!!
研究结果表明,通过静电门控可以高效地调控吸附在清洁2D设备上分子的扩散性。F4TCNQ分子在石墨烯上的扩散势垒根据分子的电荷状态表现出两种不同的行为,使其能够像门控激活的扩散开关一样工作。实验和理论分析都表明,这种行为源于分子是否带电所偏好的分子扩散路径的变化。
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研究前沿:石墨烯-分数量子霍尔态 | Nature Nanotechnology
今日,以色列 魏茨曼研究所(Weizmann Institute of Science)Jehyun Kim,Yuval Ronen等,在Nature Nanotechnology上发文,研究了在双层石墨烯Fabry–Pérot干涉仪中的分数统计。
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超级电容器新进展:0.5秒闪蒸焦耳加热法制备高性能石墨烯电极
研究了通过闪蒸焦耳加热(FJH)技术快速制备高性能石墨烯基超级电容器电极的方法,展示了该技术在实现少层石墨烯的高效合成和显著提升电极电化学性能方面的潜力。
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Physics Reports | 重磅!二维材料在光电探测中的创新与应用前景!
首先,作者全面分析了几种代表性的2D材料,包括石墨烯、黑磷和过渡金属二硫化物(TMDCs)。这些材料不仅具有丰富的能带结构和光学性质,还能够在广泛的波长范围内实现高效的光电响应,甚至涵盖中红外和太赫兹波段。其次,作者深入研究了2D材料与硅光子器件的集成方法和大规模制备策略。由于2D材料的原子级厚度和良好的柔韧性,它们能够与成熟的CMOS加工技术完美结合,可以在硅光子结构上实现大规模集成,从而显著提升光电探测器的性能和可靠性。最后,作者重点探讨了这些新材料在现代通信技术中的多样化应用,包括室温成像、视觉传感器、光谱仪和测距系统等。这些应用展示了2D材料在不同领域的广泛应用潜力,进一步证明了其在光电子集成领域的重要性和可行性。
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北理工《ACS AMI》:一种基于碳纳米材料的柔性高效防冰/除冰涂层
该涂层由夹层结构的底层和顶层组成,前者包括由碳纳米管(CNT)和石墨烯密集混合而成的核心导电层和两层聚二甲基硅氧烷(PDMS)包裹层,后者则是填充有 TiN 和 SiO2 纳米颗粒的聚合物复合材料。
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ACS Nano:具有长期稳定性和可靠性的原子级精确石墨烯纳米带晶体管
本文全面研究了Al2O3沉积前后GNRFETs的完整性、兼容性、电学性能、稳定性和可靠性。结果表明,观察到的电学器件性能下降很可能是由于多个测量周期的接触电阻下降。本文成功地证明了具有Al2O3层的器件可以连续工作数千个完整循环而不会出现任何退化。本文的研究为GNR晶体管的稳定性和可靠性提供了有价值的见解,有望促进其大规模集成到实际应用中。
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韩国科技院《Nano Lett》:受树木启发制备石墨烯/CNF复合气凝胶,用于高效发电等
研究使用极小缺陷缺陷的非氧化石墨烯薄片(NOGF)作为光热材料,这种材料能够吸收98%以上的太阳光。通过双向冷冻铸造将 NOGF 与纤维素纳米纤维 (CNF) 结合在一起,我们制造出了垂直和径向排列的太阳能蒸发器。这种混合气凝胶具有出色的太阳能吸收能力、高效的太阳能热转换能力和更好的表面润湿性。
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北航《Materials》:水性石墨烯导电油墨丝网印刷高功率密度平面微型超级电容器
我们开发出了可规模化生产的水性石墨烯导电油墨,该油墨采用砂磨法生产,具有环保和出色的印刷性能,可用于固态柔性微型超级电容器的高分辨率丝网印刷。特别是,这种无需昂贵设备和苛刻后处理的高浓度油墨制备方法具有简单、高效和成本效益高的特点,因此适合采用卷对卷(R2R)工艺,在各种基底上一步印刷高导电图案。
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长沙理工大学《IJHE》:石墨烯改性Sb2O3多孔碳纳米纤维,用于钾离子电池
这种优异的电化学性能不仅得益于在空气中处理后获得的多孔结构,它能有效缓解充放电过程中Sb2O3的体积变化,增加电极与电解液的接触,还得益于石墨烯的高导电性和机械强度,它能增强原始 Sb2O3/多孔碳纳米纤维的机械强度。
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中北大学王智教授团队:基于粉煤灰基沸石/还原氧化石墨烯/苯并噁嗪的有效散热防腐涂层
该文章使用湿法球磨的方法,通过引入粉煤灰基沸石来辅助剥离还原氧化石墨烯(rGO),所得A-rGO颗粒有效减轻了还原氧化石墨烯的团聚现象,大大提高了无机颗粒在有机涂层中的分散性,从而增强涂层的导热及防腐性能。
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综述荐读:石墨烯及其衍生物作为电阻型气体传感器的研究进展 | MDPI Chemosensors
氮原子作为石墨烯的掺杂元素,可以取代部分碳原子形成替代掺杂,或以间隙方式进入石墨烯晶格形成间隙掺杂。氮掺杂可以引起石墨烯的电荷重新分布,打开带隙,从而调节其电子性质。此外,氮原子的引入还会产生缺陷和活性位点,增强石墨烯与气体分子的相互作用,提高传感性能。因此,氮掺杂是一种有效的改性手段,可以通过化学掺杂引入外来原子,如氮原子,来调整石墨烯的晶格结构。氮原子的引入不仅能够打开带隙,还能改变费米能级的位置,从而调节石墨烯的电导率。此外,氮掺杂还能在石墨烯中引入活性位点,增强其对气体分子的吸附能力。