科研进展
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ATE:具有双曲材料发射器的混合极化子驱动的石墨烯 – 锑化铟热载流子近场热光伏
研究的核心在于构建并系统分析一个完整的光电耦合系统:该系统以支持双曲声子极化子的六方氮化硼作为基础发射材料,通过与石墨烯层的不同空间构型组合形成具有可调谐光学响应的复合热发射器;并将此发射器与一个利用石墨烯-窄带隙半导体肖特基结进行载流子提取的热光伏电池,通过一个纳米尺度的真空间隙进行近场辐射耦合。
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科学通报 | 在多层碳曲面上“炼”出高效铁催化剂
我们用特殊方法合成了中空多壳层结构(HoMS), 它看起来像一个洋葱, 有着一层一层的碳壳. 然后, 我们把铁单原子“种”在里面的壳层上. 最外层碳壳中, 我们引入了一些带负电的氮元素, 它们能提供“屏障”, 保护铁原子不被自由基攻击; 还能“推一把”, 帮中间产物更容易离开表面.
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研究前沿:国家纳米科学中心,石墨烯纳米带 | Nature Reviews Materials
首先概述了石墨烯纳米带的本征材料特性以及最常用的合成方法,包括表面合成法、溶液相合成法和化学气相沉积技术。随后,通过探讨将石墨烯纳米带集成到场效应晶体管和量子点晶体管中的各种器件几何结构,深入研究了器件集成策略。特别关注了在这些器件中所观察到的量子输运现象,如单电子隧穿、振动激发效应、Franck-Condon阻塞,以及相位相干输运。最后,还探讨了目前仍然存在的器件集成挑战,这提出了克服这些挑战的策略,并概述了推动基于石墨烯纳米带的纳米电子学、自旋电子学和量子信息技术发展所必需的未来研究方向。
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Nano-Micro Letters:激光驱动一步法合成预锂化硅 – 石墨烯整体式负极用于高性能零衰减锂离子电池
本研究首次分析了一种基于激光、在环境条件下进行的固态原位预锂化技术,用于制备硅 – 石墨烯复合负极。该技术利用激光诱导石墨烯(LIG)形成过程中产生的极端局部温度和压力条件,通过一步法在大气环境下同时实现多孔石墨烯基质的合成、硅纳米颗粒(SiNPs)的封装及预锂化,无需粘结剂、导电添加剂、危险锂源或受控环境。
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研究人员开发出基于水介质的少层石墨烯层选择性剥离新方法
该方法融合了基于水介质物理过程的层间张力辅助剥离技术(通过削弱层间耦合实现剥离),以及基于离心分离的分级技术(利用层数依赖的质量与流体动力学特性)。通过调节离心参数,可获得清晰可复现的沉降窗口,每个窗口对应由不同层数主导的石墨烯组分,其结构差异源于内在特性而非随机聚合或碎裂。
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韩国化学技术研究院《Adv Sci》:可变形垂直石墨烯热声扬声器,用于三维声发射
相较于传统PrGO薄膜,基于VrGO的TA扬声器在宽频段内展现出显著更高的声压级,且即使在薄膜增厚时仍能保持相对稳定的声学性能。此外,通过精细脉冲激光切割技术,在限定的图案密度范围内成功制备了多种图案化VrGO热声扬声器,在保持稳定机械完整性的同时,有效维持热电传输性能,确保了强健的声学表现。
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国家纳米科学中心Nano Letters:石墨烯光栅/α-MoO3异质结构中的可编程可回入型拓扑极化激元
通过精确调控α-MoO3本征各向异性与石墨烯超表面可调谐人工各向异性之间的相互作用,研究实现了掺杂驱动的可重入拓扑相变(双曲-椭圆-双曲)。此外,研究证明可通过几何设计光栅填充因子使系统呈现预定次数的拓扑相变。最后,通过使两个各向异性轴旋转失配,利用散射式近场光学显微镜在实验上验证了倾斜非对称极化激元及涡旋状模式的存在。

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氧化石墨烯薄膜实现编程控制形变
尽管氧化石墨烯薄膜在柔性机器人和自适应执行器领域潜力巨大,但其实际应用长期受限:传统材料易碎、难以规模化生产,且无法完成复杂或可控的运动。为此,团队另辟蹊径,开发出兼具强度与柔韧性的新型氧化石墨烯薄膜。这种轻质材料不仅安全可靠,适用于人机交互场景,还能在无重型电机或刚性结构的前提下,实现多样化的精细运动。
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华东理工大学《AFM》:大规模生产高质量石墨烯纳米片,用于催化、储能、热管理
研究通过固相锂化与剥离技术,实现了高品质石墨烯的绿色可扩展生产,避免使用强氧化剂。该插层-剥离工艺可制备平均厚度为1.1纳米、高结晶度的优质少层石墨烯纳米片。所得石墨烯纳米片具有低缺陷密度(ID/IG≈0.11)和高C/O比(≈24.6),可实现26.7%产率的大规模分散与生产。
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超宽带太赫兹波束操控新突破:石墨烯驱动可编程透射超表面亮相
电子科技大学研究团队在《Laser & Photonics Reviews》上发表了一项重要成果:全球首个基于石墨烯的可编程透射超表面,实现了太赫兹频段超宽带、宽角度波束扫描与独立增益控制。该研究通过引入石墨烯-绝缘体-石墨烯异质结构替代传统离子凝胶门控,结合双谐振单元设计与镜像对称操作模式,成功解决了石墨烯在太赫兹调制中效率低、稳定性差、均匀性不足三大难题。
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1030 W/(m・K) 导热与 0.91 发射率协同!仿生微辐射体 + 三模集成,石墨烯纸突破传导 – 辐射 – 对流三模散热技术瓶颈
东华大学 李耀刚 教授,李克睿 研究员团队联合提出 “仿生微辐射体 – 三模集成” 设计策略,成功开发出三模集成石墨烯纸(3MI-GP),实现了热传导、热辐射与自然对流的协同优化。该材料灵感源自沙漠蜥蜴(Pogona Vitticeps)的疙瘩状皮肤,通过简单的褶皱模板法制备,表面分布致密的 “微辐射体” 结构。
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极端制造 | 石墨烯-金刚石异质结构:面向极端制造的新设计范式
文章,系统梳理了基于范德华作用(V-GDHs)和共价键合(C-GDHs)两类石墨烯-金刚石异质结构的制备方法、性能特征与应用前景,深入分析了不同界面结构对材料性能的调控机制,并对未来在合成机理、掺杂调控、极端功能器件与高性能工具等方向的发展挑战提出展望,为新型碳-碳复合材料的设计提供了理论依据与技术路径。
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AFM||构建具有强金属−相互作用效应的分子筛-石墨烯/碳纳米管界面实现高效太阳能蒸发和高选择性协同催化还原二氧化碳
本研究开发了一种双功能仿生蘑菇状三维地质聚合物沸石-镍@碳纳米管-石墨烯复合材料太阳能蒸发器。通过在地质聚合物沸石载体上原位生长碳纳米管-石墨烯光热层并负载金属镍催化剂,构建了具有强金属-载体相互作用效应的界面。该材料设计实现了高效光热蒸发与优异CO₂光催化还原性能的集成。
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内蒙古大学宫箭、宋顺、中国科学院半导体研究所杨身园等InfoMat:基于石墨烯/二硫化钼平面异质结的自旋敏感多功能器件
研究揭示了石墨烯/二硫化钼平面异质结的磁多功能特性,为基于二维平面异质结的高性能、多功能器件设计与性能调控提供了理论依据。
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西班牙ICP的Francisco J. Pérez-Alonso:FeMnOx-石墨烯复合材料作为可充电锌空气电池的高性能双功能电催化剂
本文研究了FeMnOx/石墨烯电催化剂的开发及其在可充电ZAB中的电化学评估。催化剂采用不同商业石墨烯纳米片与Gnanomat SL公司专利工艺(专利号EP3784622A1)制备。通过发挥FeMnOx与石墨烯的协同效应,旨在同时提升催化活性与稳定性,解决ZAB中非贵金属双功能催化剂面临的核心挑战。