北京理工大学
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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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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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北京理工大学团队在杂化范德华外延生长研究方向取得重要突破
研究团队以氮化铝薄膜生长在石墨烯上为例,利用多尺度的理论计算和连续介质模型推导,系统研究了氮化铝薄膜在平面内和垂直于平面方向生长动力学过程。他们发现氮化铝与石墨烯的界面存在一种新型的成键方式,即杂化范德华相互作用。这样一种独特的成键方式使得薄膜生长呈现出显著区别于传统模式的新范式,被命名为HVE模型。在HVE模型下,材料平面内和平面外的生长会较强的耦合在一起,并满足一定的物理约束条件,而这个约束条件也受到界面相互作用的影响。
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清华/北理工《Carbon Energy》:基于3D石墨烯架构的高能量密度长循环锂硫电池
研究报告了一种协同策略,即利用独特的氮掺杂三维石墨烯气凝胶作为锂正极载体,以确保锂镀层/剥离的均匀性并减少锂枝晶的形成;同时利用硫作为阴极载体,以促进高效的硫氧化还原化学反应并消除不良的多硫穿梭效应,从而同时实现Li-S 电池的超高能量密度和长循环寿命。
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清华/北理工等《Nat Commu》:蒸发铸造曲率梯度石墨烯超结构,用于超高强度结构材料
该结构由位于同轴曲率中心的石墨烯纳米片的弧形组件组成。在基于脱水的蒸发物浇注过程中,组件通过毛细管效应收紧,引起局部弯曲。通过精确调整轴心距和倾斜角度,我们实现了对所获得结构形状的精确控制。值得注意的是,利用内应力来加固设计的榫卯结构,从而实现高达约200 MPa的高连接强度。这种创新方法解决了当前材料成型技术面临的挑战,并为制造坚固且形状精确的部件开辟了更多可能性。
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北理工团队通过移动纳米气泡实现转角石墨烯中摩尔超晶格的精准调控
团队研究人员在转角单层-多层石墨烯中,发现气泡诱导的应变场对附近摩尔超晶格有着巨大的影响,借助AFM针尖动态连续地移动纳米气泡,实现了摩尔超晶格的精准调控,观察到了规则的三角形畴演变为具有单畴壁或双畴壁的长条形畴结构的过程。进一步地,通过移动多个纳米气泡还可以建立气泡之间应变场的耦合实现了摩尔超晶格的可控调控。
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北理工郭晓岗Small:激光诱导石墨烯一岗双职,驱动感知两手抓
北京理工大学先进结构技术研究院郭晓岗副教授团队,使用激光诱导石墨烯(LIG)作为电热驱动材料和压阻功能材料,基于肌肉组织功能仿生设计,开发了具有本体感受功能人工软体驱动器。LIG作为核心功能材料身兼双职,在为驱动器提供驱动力的同时,变形导致的电阻变化可用于反馈构形的实时状态。
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【特约专栏】北京理工大学张洪梅教授:石墨烯增强钛基复合材料研究进展
简要综述近些年来石墨烯增强钛基复合材料的设计方法和制备工艺,探讨界面反应、界面结构、微观构型等关键因素对复合材料力学性能和失效机制的影响规律,并提出石墨烯增强钛基复合材料未来的发展方向。
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福建理工大学《Adv Sci》:由生物质基石墨烯聚合物薄膜制成的多功能执行器,用于智能手势识别和多模式自供电传感
本文设计了两种集成自供电传感功能的多功能致动器。一种是光驱动致动器,通过 PTE 效应实现自供电温度传感功能。在机器学习算法的辅助下,自供电仿生手可以实现智能手势识别,准确率高达 96.8%。另一种是集成了锌空气电池的湿度驱动执行器,可实现自供电湿度传感。
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韩国科学技术院和北京理工大学Shoujun Zheng等–具有磁化石墨烯的自旋选择性薄膜晶体管
我们报告了一种在反应性反铁磁材料 CrI 3上具有磁化单层石墨烯的自旋选择性薄膜晶体管。石墨烯和CrI 3原子层之间的自旋相关杂化使得单层石墨烯中的自旋选择性带隙打开以及特定CrI 3层中磁化的电场控制成为可能。我们的第一性原理计算和运输数据的理论分析阐明了微观工作原理。我们通过电气手段对磁邻近效应进行微妙的操纵,实现了可靠的记忆晶体管操作(即存储器和逻辑器件组合操作)以及磁化石墨烯中朗道能级的自旋选择性探针。
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北京理工大学《RSC Adv》:蒲公英状Sm2O3/Co3O4/rGO在高性能超级电容器中的应用
采用一步水热法在泡沫镍基底上成功合成了一种具有蒲公英状结构的复合电极(SCGN),该电极由 Sm2O3、Co3O4 和二维还原氧化石墨烯组成。
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北理工司黎明团队: 可调控石墨烯超表面高灵敏生物分子无损无标记检测
通过改变费米能级调控石墨烯表面电导率,利用人工超表面获得电磁场极限空间限制的表面等离子体谐振,可有效应用于生物分子指纹检测与折射率传感双功能复用。该工作引入元像素超表面和动态可调石墨烯的概念,将特定元像素分配给多个共振频率,从而建立了一对多的空间和光谱信号映射。
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北京理工大学Xuge Fan、洛桑联邦理工学院和英国皇家理工学院–用于NEMS传感器的由石墨烯带和附加验证质量组成的谐振换能器
我们展示了由双层石墨烯制成的带弹簧和由硅制成的验证质量的谐振换能器,并通过激光多普勒振动测量法研究了它们在空气和真空中谐振时的非线性力学。
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BIOCHAR | 低氧炭比水稻秸秆沼渣生物炭基涂层防冰性能
光热性能测试表明,MoS2负载后的涂层材料具有良好的光吸收性能,在一个太阳光强照射下涂层能够快速升温至58.3 ℃,并具有良好的光热循环稳定性。交流阻抗测试表明涂层有较低的腐蚀速率,这是由于MoS2的负载能够作为物理屏障减少腐蚀介质与基底的接触,从而提高了涂层的防腐蚀性能。本研究对复杂环境条件下的防冰领域的发展具有实际应用价值和意义。
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北理工《ACS AMI》:基于异形飞秒激光的氧化石墨烯/金复合材料的可控光还原多功能传感器
本文分析了 GO 和 HAuCl4 光还原过程中的自发氧化还原反应、激光诱导光还原和局部表面等离子体共振增强光还原过程,发现光还原过程对激光通量有很强的线性依赖性。