科研进展
-
韩国仁荷大学《储能材料》:碳基空气正极材料用于高级非水性锂空气电池的全面综述
石墨烯基空气阴极具有优异的刚性、无限的 SSA 和卓越的电性能,非常适合用于 LAB。它们可以实现有效的 ORR 和 OER 操作,从而提高电池的复原力和生产率。尽管如此,要充分发挥石墨烯在商业电池技术中的潜力,还需要进一步研究石墨烯聚集、阴极耗竭和电解质兼容性等问题。
-
郑州大学《AFM》:受珍珠层启发,基于碳纳米管/石墨烯/TPU毡的多层柔性传感器,用于机器学习辅助手势识别
通过设计一种具有互不干扰导电网络的多层结构,所制备的 CGGTM 具有检测限低(0.05% 应变)、灵敏度高(测量系数 GF > 152537)、检测范围大(高达 364% 应变)、响应/恢复时间快(80 毫秒/100 毫秒)和卓越的循环耐久性(高达 1000 次循环)等特点。此外,当 CGGTM 组装成一个三电纳米发电机(TENG,3 × 3 cm2)时,也表现出令人满意的三电性能,包括高三电输出(开路电压 Voc = 135.4 V,短路电流 Isc = 1.25 µA)和功率密度(88 mW m-2),实现了可靠供电、自供电传感和脉冲监测能力。最后,CGGTM 成功应用于生物信号的收集和机器学习算法辅助下的多手势动作识别,为未来的手势智能交互带来了希望。
-
密苏里大学《ACS ANM》:以木质素为原料制备石墨烯,用于智能摩擦电触摸传感器
结果表明,在环境条件下,用甲乙酮处理木质素,通过直接激光写入法生产出缺陷水平明显较低(ID/IG 比为 0.12)的 LIG。利用低缺陷 LIG 电极制造的三电触觉传感器具有超强的耐用性(超过 15,000 次)、准确和实时的响应性(<0.01 秒)、宽范围的触摸频率(1-6 Hz)以及对压力的超灵敏度(5-300 kPa)。此外,该传感器还成功用于 LED 的无线控制。这项工作表明,木质素衍生的低缺陷LIG在智能电子应用方面具有巨大潜力。
-
南京大学吴兴龙ASS:通过磁场驱动自旋极化增强的Mn-Fe2O3/还原氧化石墨烯纳米结构的超级电容器性能研究
在这项研究中,科研人员通过异质原子掺杂和界面工程策略,设计并合成了Mn掺杂的Fe2O3/还原氧化石墨烯(Mn-Fe2O3/rGO)电极材料,并详细研究了其在磁场辅助下的磁性超级电容器特性。理论计算显示,将Mn2+掺入Fe2O3可以调节Fe原子周围的电子局域化,从而在Fe 3d轨道电子中产生自旋极化。
-
利用单层氧化石墨烯纳米片促进 hBMSC 骨生成
以往的研究表明,氧化石墨烯的尺寸和表面特性会显著影响干细胞的行为,尤其是在促进分化成成骨细胞方面。控制这些特性可实现再生医学中的定制应用。微流控细胞封装具有精确液滴控制等优势,而精确液滴控制对细胞存活和营养交换至关重要。本研究通过研究 slGO 和海藻酸盐微凝胶对 hBMSCs 的联合作用来提高成骨潜能,从而拓展了现有知识。
-
Nature Communications | 南洋理工大学:高质量Cu(111)薄膜上实现均匀的hBN和石墨烯层的生长!
本文深入探讨了声波处理对金属薄膜平整化及二维材料生长的影响。通过揭示SAW处理在促进金属表面原子重定位和减小表面粗糙度方面的作用,作者成功制备出高质量的Cu(111)薄膜,并在其上实现了均匀的hBN和石墨烯层的生长。这一研究不仅推动了金属表面工程的发展,还为未来大面积单晶二维材料的生长提供了新的技术路径,具有重要的工业应用潜力。
-
研究前沿:生物电子学-石墨烯 | Nature Reviews Materials
全面讨论了二维材料及其生物电子学相关的电学、光学、环境和力学性质。还提出了用于组织接口(电子皮肤Skintronics)和器官接口(类器官Organtronics)的二维材料基生物电子器件示例。重要的是,为生物电子领域的未来发展,提供了路线图,并强调了尚未解决的相关挑战。
-
中科院大连化物所《AM》:具有介孔结构的手性向列石墨烯薄膜
这项工作很好地克服了在单个石墨烯构件的特性与其产生的大规模结构的新特征之间建立联系所面临的挑战。因此,这种手性模板指导的 CVD 策略将为在光电转换、能量存储、电磁学和分离等各种应用中创造出大量手性向列材料铺平道路。
-
西南交通大学《Nano Energy》:石墨烯和过渡层耦合增强TENG的性能,实现绿色能量收集并为可穿戴设备供电
研究通过引入氧化石墨烯 (GO) 增强了三电荷的产生,并通过聚酰亚胺 (PI) 薄膜作为过渡层降低了电荷损耗。通过两者的结合,我们最大限度地提高了 TENG 的电输出性能。
-
复旦大学《Prog Org Coat》:受豆荚启发,基于MSN-NH2/石墨烯的新型智能防腐涂料
带正电荷的中空介孔二氧化硅(MSN-NH2)和带负电荷的氧化石墨烯(GO)通过静电组装复制了豆荚的结构。合成的微柱(MSN-NH2/GO 微容器)作为无毒指示剂和抑制剂 Phen 的大容量微容器,将 Phen 与环氧基质隔离,避免了不相容和早期泄漏。当 pH 值升高时,MSN-NH2 的表面电荷变为与 GO 相同的负电荷状态,导致静电斥力剥离并释放出封装的 Phen,模拟了豆荚成熟时的爆裂行为。这种触发释放模式保证了当局部 pH 值升高而发生腐蚀时,涂层中的微柱能释放出Phen,GO 既是控制 Phen 释放的阀门,又是抑制腐蚀性介质扩散的屏障。
-
苏州高等研究院在可拉伸生物燃料电池领域取得新进展
器件的关键部分为基于还原氧化石墨烯/希瓦氏菌生物—非生物杂化材料的可拉伸生物阳极。随着拉伸程度的增加,该可拉伸生物阳极内阻逐渐降低,并可以在不断拉伸和收缩的力学刺激下维持生物电流的产生。
-
物理与电子科学学院贾肖博士作学术讲座
贾肖首先介绍了类石墨烯纳米材料在生物医学和纳米器件领域的最新研究成果。她特别指出,尽管二维纳米材料展现出了巨大的应用潜力,但其生物安全性问题仍不容忽视。她详细讲解了硼化石墨烯(BC3)与氮化石墨烯(C3N)两种纳米材料与富含α-螺旋和β-折叠蛋白质的相互作用,这对其在生物医学领域中的应用具有重要的参考价值。此外,她还展示了二维漏斗状面内异质结纳米器件与层间异质结构纳米孔。这些新型纳米器件因其精确的尺寸控制能力,在生物检测与分离方面展现出了巨大的潜力,为生物医学和生物技术领域的研究和应用提供有力的支持。
-
物理与电子科学学院韩杰敏博士作学术讲座
韩杰敏在讲座中介绍了石墨烯作为一种极具潜力的纳米材料,如何在实际中充分发挥其性能优势尤为重要,推动石墨烯的三维化进程是将其投入实际应用的最佳途径之一。其中,利用PECVD技术制备竖直石墨烯的工艺尤为引人注目。随后他从活性粒子构成、活性粒子分布、鞘层电场分布、粒子运动行为等方面,展示了如何通过精准控制这些因素来塑造竖直石墨烯的理想形貌与结构,并深入阐述了其背后的生长机理。最后,就竖直石墨烯的高性能应用能从哪些方面实现向大家做了详细讲解。
-
欧米伽书评|AngewandteChemie|二维膜材料:新型高性能分离膜系列
当前限制二维材料膜广泛应用的挑战包括从块状晶体中剥离高纵横比和完整的纳米多孔单层,以及在石墨烯纳米片中钻出均匀、高密度、大面积、亚纳米级孔的可用技术有限,同时如何将这种原子膜缩放到适用的分离装置中也是待解决问题。为了应对这些挑战,未来的方向可能会集中于探索新兴的二维材料膜平台,包括已经在其他相关领域取得成功的新型二维材料。
-
长安大学CBM:闪蒸焦耳加热法制备高性能石墨烯增强水泥砂浆
该论文探讨了利用闪蒸焦耳加热(FJH)方法从废橡胶粉中合成石墨烯,并研究了石墨烯对水泥砂浆性能的影响。研究发现,成功将废橡胶粉转化为缺陷较少的多层石墨烯,并通过拉曼光谱、X射线衍射、热重分析和X射线光电子能谱等手段证明了石墨烯的特性。此外,加入石墨烯的水泥砂浆表现出更好的力学性能,孔隙结构得到优化,孔隙率和平均孔径减小。微观分析表明,石墨烯使得水化产物排列更紧密,孔隙和裂纹减少。原子力显微镜结果显示,石墨烯有效提高了纳米级界面的平均弹性模量。