中北大学
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北化工:环氧树脂/月桂酸/石墨烯纸柔性相变材料,用于可穿戴热疗设备领域
研究采用生物基改性丁香酚环氧树脂和月桂酸制备了一种新型柔性PCM。由于环氧树脂网络本身的柔韧性及其与 La 的良好相容性,最终制备出的 PCM 具有高封装率(80 wt%)和高焓值(163.3 J/g)。最后,将 PCM 与石墨烯纸结合,制备出一种复合薄膜,该薄膜具有优异的热导率(3.28 Wm-1 K-1)、电磁干扰屏蔽性能(42 dB)、太阳-热(86.7%,1000 W/m2)和电-热(89.3%,3.0 V)转换和存储能力。此外,这种复合薄膜不仅在室温下具有良好的柔韧性,而且还具有出色的多模式形状记忆性能。最后,该复合薄膜在可穿戴热疗设备领域具有巨大的应用潜力。
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搞产品研发的“被逼”做原材料,还全球撒英雄帖
“石墨烯的产业化面临着制备、分散和应用‘三座大山’。”孙友谊希望自己的研究可以抛砖引玉,推动学术界以产业问题为导向,开展更多相关研究。石墨烯的产业化道路还很长,啃下制备这个“硬骨头”只是第一步,他还会继续努力翻越石墨烯产业化过程中的“三座大山”。
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中北大学《ACS APM》:坚韧且高灵敏度液态石墨烯复合水凝胶,具有应变和光热响应性能
结果表明,这种水凝胶具有出色的可拉伸性能(应变:348.22%,应力:4.239 兆帕)。通过优化水凝胶的结构设计,获得了良好的灵敏度系数:最佳规整系数 = 20.2(0-100% 应变,R2 = 0.98)和较宽的光热响应范围(808-850 纳米)。此外,还加入了还原型 GO@液态金属颗粒(rGO@LM),增强了光热响应能力和应变传感性能。这项工作为开发具有高灵敏度和多功能响应性的导电水凝胶提供了一条途径,在运动检测和温度监测传感器方面具有广阔的应用前景。
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中北大学/墨尔本大学/华南理工大学Nat.Commun.:少层石墨烯的超高浓度剥离和水分散!!
研究团队提出了一种基于二维纳米片排除体积效应的水基剥离策略,用于生产高浓度少层石墨烯分散体。该策略利用了二维结构的固有排除体积排斥力来稳定剥离的石墨烯纳米片,展示了熵排斥体积排斥与焓静电排斥相结合,实现了在水中无添加剂的石墨烯的中试规模生产和处理。
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北京理工大学《ACS AMI》:基于rGO/MoS2的全柔性湿度传感器,用于可穿戴设备等
本研究采用一种简单、环保的方法制备了基于 rGO/MoS2 的柔性湿度传感器。并实现了基于不同摩尔比的 rGO/MoS2 复合材料的柔性湿度传感器。基于 r-M1.5的柔性湿度传感器表现出最佳的湿度传感性能,包括 96% 的高响应率、0.65秒的短响应时间和14.4秒的恢复时间、优异的重复性和相对较好的线性度。
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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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综述:基于石墨烯的MEMS和NEMS器件及其应用研究
首要挑战是悬浮石墨烯结构的制备良率较低,特别是在制备悬浮单层石墨烯结构时,产率普遍不高。为提高悬浮石墨烯的制备良率,需要持续优化CVD生长工艺,以获得晶界更少的大尺寸石墨烯晶粒。其次是器件稳定性和可靠性有待提高。为应对这一问题,需要采取有效措施保护石墨烯免受环境影响,例如使用h-BN、Si₃N₄、Al₂O₃或基于PMMA的聚合物进行封装保护。此外,在单一制程中实现多类型悬浮传感器的制备工艺开发也是一个重要挑战。其它需要解决的问题还包括高性能电子读出电路的开发、器件封装以及可靠性评估等方面。
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北理工课题组在硅基不同原子层厚度的石墨烯湿度传感特性及应用方面取得重要进展
课题组报道了硅基(SiO2/Si)不同原子层数的石墨烯的湿度传感器,研究了不同原子层数(1-3个原子层)的石墨烯、不同敏感面积的石墨烯对制备的湿度传感器响应度、响应时间/恢复时间的影响。
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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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中北大学李宁胶体界面JCIS:双S-scheme MoS2/ZnIn2S4/石墨烯量子点三元异质结用于高效光催化制氢
该异质结利用了MoS2和GQDs的强可见光吸收能力和长的载流子寿命,通过与ZIS的结合,显著提高了光吸收能力,并在500-1500 nm范围内实现了有效的电荷分离和传输。研究团队发现,这种三元异质结由于其双S-scheme界面(MoS2-ZIS和ZIS-GQDs),形成了有向的内建电场,加速了光生电子从MoS2和GQDs的导带向ZIS的价带转移,促进了与空穴的快速复合,从而提高了光催化反应的效率。
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九三学社中央副主席、北京大学刘忠范院士来校调研交流
刘忠范院士以《石墨烯新材料:从实验室样品到规模化产品之路》为题作的学术报告,详细讲解了石墨烯材料的发展历程、应用前景及产业化面临的挑战,分享了他带领团队在石墨烯材料制备方面的原创性科学探索历程和成果,指出石墨烯新材料产业是“硬科技”产业,制备技术和规模化制造装备是未来石墨烯产业的“卡脖子”技术。并勉励广大师生不仅要有研究思维,还要有工程思维和市场思维,在科研的道路上永远不要给自己设置天花板,要超越自己,勇敢前行。
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清华大学任天令/田禾等综述:基于二维材料的器件及芯片技术发展路线
首先详细介绍了材料合成技术和包括器件结构、介电和接触工程以及材料转移在内的晶体管制造工艺。然后讨论了典型芯片领域的二维晶体管应用现状,包括数字和模拟电路、异构集成芯片和传感电路。此外,还介绍了基于特定机制器件的几种有前景的新兴应用方向(人工智能芯片和量子芯片)。最后,分析了二维材料在实现电路级或系统级应用时遇到的挑战,并进一步推测和展望了潜在的发展路线。
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中北大学王智教授课题组 Eur. Polym. J.:苯并噁嗪基含类石墨烯纳米片的多孔碳的制备
苯并噁嗪作为一种新型的热固性树脂,由于其具有模量高、耐热好、残炭率高等优势而被广泛研究。由于其高残炭率在制备碳材料领域具有广阔的应用前景。
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中北大学《JCIS》:协同调节传播路径和碳化程度的纯碳气凝胶宽带电磁波吸收
气凝胶中含有从细菌纤维素(BC)中提取的改性碳纳米纤维(MCNF)和核壳碳纳米纤维@还原氧化石墨烯(CNF@RGO)。取向结构是由温度场诱导的,在不同的入射波方向上表现出各向异性的电磁构成参数(εx≠εz)。
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中北大学《Electrochimica Acta》:3D MXene/石墨烯水凝胶,用于高性能超级电容器
以微量酸溶液为引发剂蚀刻钝化的氧化铝层并释放出Al3+离子,Al3+离子作为连接剂将纳米片组装成三维结构。同时,通过Al对GO的还原作用,进一步提高了水凝胶的机械强度。MXene@rGO水凝胶在10 mA cm-2条件下显示出4.33 F cm-2的最大面积电容,在1000 mA cm-2条件下保持1.76 F cm-2的高面积电容,电容保持率高达40.6%。值得注意的是,所构建的非对称超级电容器具有较高的循环稳定性,在100,000次循环后,电容量仅下降8.37%,具有良好的应用前景。