清华大学
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中科院物理所/中国科学院大学/清华大学Phys. Rev. Lett.: 转角双层石墨烯/h-BN的准周期莫尔重构和电子性质调制
作者提出了具有两个相似莫尔波长的TBG/h-BN中的准周期MPR,其中MPR是由G-G和G-h-BN莫尔条纹波长之间的非公度失配引起的。短程、近乎有序的莫尔超结构偏离了莫尔准晶,并伴随着非均匀应变,从而在魔角附近的TBG能带结构中的范霍夫奇点(VHs)之间引发了空间可变的能量分离。通过调整样品中的载流子密度,观察到特定AA位点的关联能隙,揭示了TBG中AA位点的量子点样行为和非相干特性。
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2024, Nano Letters——石墨结构超润滑中的秘密:纳米第三体层如何影响摩擦与导电性
该研究旨在揭示纳米尺度第三体层在滑动过程中如何演化,选取结构超滑石墨/石墨接触作为实验平台,通过在界面引入水分和碳氢化合物等空气吸附物来模拟第三体层的形成。研究使用导电原子力显微镜进行原位测量,实时记录摩擦力和电流的变化。通过控制界面暴露于空气的时间,并设计循环保持-滑动测试,分析界面状态的可逆演变。此外,提出了量子隧穿有效厚度模型,用于定量分析第三体层形变对界面导电性能的影响。最终,通过与实验和模拟结果的对比,深入理解了第三体层在超滑系统中的动态行为,为界面摩擦与电导耦合的研究提供了新的理论框架和实验依据。
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清华大学《Carbon》:环保规模化制备SiC/石墨烯纳米复合材料,促进微波吸收技术的工业化发展
研究以温室气体二氧化碳为碳源,通过燃烧合成技术合成了碳化硅/石墨烯纳米复合材料。研究表征了 SiC/石墨烯纳米复合材料的相组成、微观结构和微波吸收性能。通过改变碳化硅/石墨烯纳米复合材料的组成,可以同时精确控制介电性能和阻抗匹配。SiC/石墨烯纳米复合材料具有多层石墨烯薄片网络的微观结构特征,这对改善微波衰减能力具有重要作用。
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AI帮助搭建生物制造“超级工厂”,科学研究用上AI了
记者了解到,一些研究者还考虑在研究中应用AI技术,或在跨学科研究中融合AI、寻找智能的表现形式。“到目前为止我们接触AI很少,但最近也让学生尝试用AI来识别少层石墨烯的层厚和转角。” 清华大学教授周树云告诉第一财经记者。
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清华大学雒建斌、刘大猛、刘欢Nano Energy:通过超快层间电子-声子耦合控制WS2/石墨烯异质结构中的摩擦能量耗散
通过在石墨烯中引入缺陷,可以显著增强层间电子-声子耦合耗散通道,从而加速能量耗散。具体来说,缺陷提供了反冲动量,使得WS2中的电子与石墨烯中的声子满足动量守恒,从而促进了层间电子-声子耦合的发生。此外,通过建立包含耗散率和摩擦的模型,研究人员定量证明了超快层间电子-声子耦合对摩擦能量耗散的贡献。
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北航领衔!四校合作,3张图,一篇Nature!
他们使用层状双氢氧化物(LDH)纳米片作为可移动模板,并使用含氮分子作为前体,通过采用过硫酸盐(S2O82−)作为引发剂,并通过与CO32−的阴离子交换插入LDH夹层。去除LDH模板后,所制备的样品表现出均匀的形态,平均横向尺寸超过1 μm。
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北理工/清华《ACS AMI》:受蜘蛛网启发,由石墨烯/碳纳米管制成的机器学习辅助手势传感器,用于手语识别
本文提出了一种灵敏度高、响应范围宽的新型手势识别设备。受蜘蛛丝启发的核壳结构用于制造 WPU 传感器的基板。与石墨烯复合的 N-CNT 通过界面粘附牢固地粘附形成 GNCGS。
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彭海琳课题组与合作者报道自组装超结构电镜载网抑制冷冻制样中的气液界面效应
研究团队基于硬脂酸分子在石墨烯表面的自组装行为,获得液面上自支撑的大面积石墨烯薄膜,即GSAMs,制得的石墨烯电镜载网能有效抑制冷冻电镜制样中的气液界面效应。该方法简单易行,且避免了传统的高分子辅助转移法带来的污染。基于此,研究团队实现了悬空石墨烯电镜支撑膜的批量制备,其悬空膜完整度高达99.5%。
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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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Light | 太赫兹发射谱:二维材料物理的新视角
倾斜入射光的入射角,石墨烯等具有中心对称结构的材料也会产生太赫兹发射,这被归因于光拖曳效应(photon-drag effect):在非热电子和空穴数量的不对称分布下,斜入射的飞秒光泵浦脉冲的有限面内光子动量转移到电子空穴对,导致价带和导带之间产生非垂直跃迁,进而产生非零位移电流偶极子和太赫兹发射。和水平生长的多层石墨烯相比,垂直生长石墨烯的太赫兹发射具有更高的效率。
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清华大学雒建斌院士/何永勇研究员团队Matter:相变结构超滑 | Cell Press论文速递
研究人员利用摩擦诱导石墨烯二维材料在摩擦界面原位生成晶态边界润滑膜,同时利用接触压力诱导1-十二烷醇润滑介质发生液-固相结构转变。在晶态边界润滑膜与固相1-十二烷醇分子层之间构建原位异质结,利用原位异质结的非公度剪切滑移特性,在液相环境中的固-液界面实现了结构超滑。本项研究解决了在液相环境中构建两个非公度接触晶体表面的科学问题,打破了液体超滑与结构超滑的界面壁垒,是连接液体超滑与固体超滑的重要纽带,促进了超滑理论的探索和实际应用的进步。
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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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清华/深大《Nat Commun》:受爆米花启发的石墨烯@NiFe2O4柔性薄膜,用于强电磁干扰屏蔽和吸收
我们的策略不仅为电磁干扰屏蔽机制和材料的发展提供了启示,而且还显示出卓越的制造通用性、小外形尺寸和器件可靠性。这种复合结构不仅可以通过增加激光功率输出和光束尺寸来大规模制备,而且可以通过方便地调整前驱体和加工参数来调节其性质。它为复合复杂的纳米结构,实现多功能的先进应用开辟了新的范例。
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AM | 文献前沿 | 宏观结构光蓄热超疏水表面的先进防冰策略和技术
本文综述了超疏水表面的设计和功能化防冰的最新进展。依次介绍了常规超疏水表面、宏观超疏水表面和光热超疏水表面的机理和优点。传统的超疏水表面和宏观结构的超疏水面在极端条件下很容易失去疏冰特性,而光热超疏水表面强烈依赖太阳光照。为了解决上述问题,通过开发宏观结构光热存储超疏水(MPSS)表面,找到了一种潜在的智能策略,该表面集成了宏观结构超疏水材料、光热材料和相变材料(PCM)的功能,有望在各个领域实现全天防冰。最后,重点介绍了开发MPSS表面的最新成就,展示了其巨大的潜力。