科研进展
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华东理工大学方海平Carbon:基于简单超声混合技术实现的石墨烯氧化物电荷转移掺杂用于高响应性光电探测器和高效图像提取的创新研究
在这项研究中,研究人员提出了一种创新的电荷转移掺杂策略。他们通过将石墨烯氧化物(GO)悬浮液与2,3,5,6-四氟-7,7,8,8-四氰基喹啉二甲烷(F4TCNQ)简单混合,并结合超声波处理,成功制备了F4TCNQ-GO复合薄膜。这种复合薄膜在650纳米波段的光响应性达到了惊人的1.57 × 10^3 A/W,超越了过去十年中报道的大多数基于GO/石墨烯的光电探测器。
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PNSMI Best Paper | 石墨烯/二氧化锰/黑磷复合电极材料适用高性能微型超级电容器
本研究采用简单水浴法在单层石墨烯表面生长MnO2纳米片,在制浆过程中引入二维黑磷,制备了石墨烯/MnO2复合材料。并采用丝网印刷技术,使用该复合材料制备同心圆形微型超级电容器(CCMSCs)。
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伊利诺伊大学JACS:催化剂配位石墨烯纳米带的界面电化学
在这项研究中,作者报道了自组装的二维纳米片石墨烯纳米带(GNR-2DNS)和含有Rh基析氢反应催化剂(RhGNR-2DNS)的类似物在导电电极上固定的界面电化学。作者利用电化学和x射线吸收光谱电化学方法进一步研究了RhGNR-2DNS的HER机理,并将其与均相分子模型化合物进行了比较。
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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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刘开辉教授、王恩哥院士团队喜获两项发明奖
在高端铜材制备技术与装备研发方面,轻元素团队已取得多项突破:世界首次建立了高质量米级单晶铜箔库规模化可控制备技术和装备;原创电镀单晶高纯铜增厚技术,成功利用电镀技术实现单晶铜板的低成本规模化制备;突破我国有色金属熔体净化“卡脖子”技术难题,研发出单晶高纯铜杆高效率多通道真空定向凝固连铸技术和设备。
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南方科技大学、上海微系统与信息技术研究所和宁波大学–氮掺杂3D -石墨烯使逻辑电路和图像传感器的近红外光电探测器克服了2D限制
3D -石墨烯的天然纳米级谐振腔结构提高了光子捕获效率,从而增加了光载流子的产生。n掺杂可以微调电子结构,提高肖特基势垒高度,减少暗电流。制备的光电探测器具有优异的自驱动光响应,特别是在1550 nm处,具有良好的光响应率(79.6 A/W),比检出率(1013 Jones)和130 μs的快速响应。此外,它支持逻辑电路,高分辨率模式图像识别,以及可见光到近红外范围(400-1550 nm)的宽带光谱记录。
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宾夕法尼亚大学Firooz Aflatouni课题组–石墨烯霍尔传感器阵列器件非均匀性的逐元后门调谐
本研究制作了16个GHS阵列,每个都有自己的后门终端,并表征了在CMOS兼容电压范围内调制GHS载流子密度和霍尔灵敏度的能力。然后,本研究证明了单个设备调谐可以用来打破GHS阵列中设备灵敏度和均匀性之间的权衡,从而增强这两个目标。研究结果表明,在单后门操作下,GHS阵列表现出>30%的可变性,可以通过单独调优来补偿,使其在对阵列灵敏度影响最小的情况下达到<2%的可变性。
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通过绿色石墨烯从光伏废料中回收银
James Cook University的研究人员开发了一种从陈皮油中合成石墨烯的方法,然后他们用它从废弃的光伏材料中回收银。为了证明回收的银和合成的石墨烯的质量,他们制造了一种多巴胺传感器,据说性能优于参考设备。
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电磁波吸收的创新:碳热冲击法分解MOFs制备超细ZrO₂/石墨烯复合材料
国防科技大学通过创新的碳热冲击法(CTS)制备了ZrO2/石墨烯复合材料,展现了优异的电磁波吸收性能和热稳定性。研究发现,通过精细控制纳米结构和组分,复合材料在广泛的频带内具有显著的吸收特性,适用于高温环境下的电磁波屏蔽应用。
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【Nature Chemical Engineering】大规模制备的石墨烯集流体可有效调节电池传热,显著提高电池安全性
本文的石墨烯箔材具有超高的导热系数,高达1400.8 W m-1 K-1,比Al和Cu箔高出约一个数量级。采用NCM811||石墨电极材料组装的软包电池具有更快的散热性能,能够有效消除电池内部的局部热集中,避免了快速放热的铝热反应和氢气析出反应,这些反应是导致铝集流体电池组热失控传播的关键因素。这种快速热响应和轻质的石墨烯集流体的设计将确保锂离子电池在安全范围内以更高的输出能量运行,并在极端恶劣的滥用条件下依旧保持安全。
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2024, Advanced Materials——大面积二维材料的全干法转移
在我们的工作中,PVA 与山梨醇分子混合作为转移介质,与石墨烯形成强粘附力,从而能够从氧化的 Cu 表面直接剥离石墨烯(图 1a,详情见实验部分)。将石墨烯层压到目标基底上之后,将整个薄膜冷冻在 −80°C 以下会削弱石墨烯和聚合物之间的相应粘附力,从而有利于 PVA 薄膜随后从石墨烯表面干剥离。
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清华大学张正华团队Chem Catal:一种无金属、可持续的高级氧化膜法水净化技术 | Cell Press对话科学家
这项研究开发了一种可持续、无金属的AOP,通过电催化还原氧化石墨烯(rGO)膜活化过一硫酸盐(PMS)实现,能有效降解水中多种污染物(>90%)、显著降低中间产物毒性(无害出水)、良好的抗水质波动干扰、实现长期稳定运行(>50 h)。外加电场维持了rGO形貌结构,并且在阴极促进了rGO的C-O/C=O官能团的氧化还原循环,C-O官能团的电化学再生为rGO-PMS*的形成提供了可持续的活性位点,从而保证了rGO膜的长期稳定性。此外,电催化rGO膜过滤系统的停留时间短(1.87 s),能耗低(0.07 kWh/m3)。这项工作为低成本的碳催化剂用于高效、可持续水净化提供了参考。
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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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汉阳大学郑文锡教授组,利用人工智能开发石墨烯质量评价技术
郑文锡教授研究组利用人工智能成功发现了碳基材料氧化、还原石墨烯板的还原程度(Degree of reduction)和拉曼散射(Raman scattering)之间的关联性。此外,利用卷积神经网络(CNN)、多层概念论(MLP)、XGBoost等先进人工智能模型,准确预测了复杂的物理学关联性,并通过可解释人工智能(eXplainable artificial intelligence,以下简称XAI)分析了其根源。