科研进展
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导热突破 130.6 W/m·K !超高贯通导热石墨阵列热界面材料
本研究建立了GRT的基本构效关系,揭示了热性能关键取决于微纳尺度导电网络的结构设计。所提出的策略为制造先进热管理解决方案提供了一条有前景且可规模化的途径,以满足下一代高功率电子器件日益增长的散热需求。
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《Nano Letters》经典:共价连接石墨烯纳米间隙的单芳香环分子单电子晶体管
整套器件制备分为石墨烯预成型、电烧蚀造间隙、化学共价桥接分子三步:先通过光刻把石墨烯加工成中间窄的蝴蝶结结构,将纳米间隙在通道中心成型的成功率从 30% 提升至 88%;再在空气中依靠反馈控制电压扫描,利用焦耳热精准烧断石墨烯得到约 0.9 nm 的纳米缝隙,切口处生成羧基官能团并剔除不合格器件;最后选用 0.6 nm 单苯环 1Ph 与 1.0 nm 双苯环 2Ph 两种双氨基分子进行后续研究。
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GSIC会后报告总结⑧ | 暨南大学李万斌:从精准调孔到千平方厘米放大,微孔膜如何兼顾性能与制造
在2026(第五届)中国国际气体分离产业大会上,暨南大学李万斌教授带来了《气体分离微孔膜制备及孔道调控》的报告。报告围绕介孔氧化石墨烯纳米片、超薄低晶度MOF复合膜、MOF玻璃膜以及大面积室温界面结晶,介绍了团队在缩短传质路径、精确调节孔道、消除膜层缺陷和规模化制备方面的系列进展。
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“转”出来的新物理:转角石墨烯中的关联、拓扑与超导
文章围绕“Twist(扭转)—Correlation(关联)—Topology(拓扑)”这一主线,重点讨论了魔角双层石墨烯中的平带形成机制、关联电子态、拓扑量子态以及非常规超导行为,并进一步扩展到多层转角石墨烯体系。
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石墨烯/聚合物界面工程突破:导热达15.39 W/mK,耐高温450℃,LED电路降温比商用导热垫低25℃
多环芳烃液晶分子通过强 π-π 相互作用锚定于石墨烯表面;该改性手段可提升石墨烯与芳纶基体的界面相容性,可有效降低界面热阻(ITR),改善石墨烯在芳纶中的分散性和缺陷填充,且不会破坏石墨烯晶格结构。通过该策略制备的改性石墨烯填料,与芳纶通过共混、真空抽滤、热压工艺制备复合导热薄膜。
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麻省理工学院Nat. Mater.: 转角菱方石墨烯中的高Chern数轨道磁性
在此研究中,作者在转角单层-多层菱方石墨烯中发现了高Chern数轨道磁体,记为(1+n),其中n=3、4和5。磁输运测量显示,当每个莫尔晶胞中一个和三个电子被极化远离莫尔界面时,会表现出显著的反常霍尔效应。
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科学家突破单晶石墨烯规模化制备瓶颈!
本实验方案弥补该技术空白,详细介绍大面积单晶铜 (111) 箔制备、单晶铜镍合金箔转化、单晶石墨烯薄膜快速化学气相沉积合成、无损伤电化学转移整套操作流程。这份完整实操指南提供一套易复现、易上手的实验方案,助力科研人员稳定制备高质量单晶石墨烯,推动二维材料基础研究与先进电子器件研发进程。
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海大郭东波/澳大曲松楠 Adv. Sci.:工程化超稳定内源自由基石墨烯量子点,实现动态深层组织近红外二区成像
该类碗状的类双层石墨烯结构通过其独特的层内振荡,有效弱化了层间相互作用,从而实现了自由基在宽温度范围内的卓越稳定性。这些被周期性阵列缺陷所稳定的自由基,构成了本征自由基缺陷态,并通过高效的激子解离与电荷转移机制,实现了明亮的NIR-II区发光。封装后的GQD胶束成功应用于小鼠全身血管、脑部、淋巴结及肿瘤的高分辨率、实时动态成像,展示了其在精准医疗诊断领域的巨大临床转化潜力。
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纳米“台阶”改写材料“脾气” 石墨烯堆垛难题被攻克 有望推动新一代拓扑量子器件发展
研究团队由此引发思考:既然拦不住它“滑回去”,能不能让它从一开始就“长对地方”?团队设计了一套“台阶”方案:在基底上预先做出纳米尺度的台阶,让石墨烯像垒积木一样,沿着台阶一层一层往上摞。台阶的高低和朝向,恰好卡死了层与层之间的滑移方向。他们还算出了最佳参数:台阶够陡、朝向够正,石墨烯就能老老实实摞成菱方排列。照着这个配方,他们做出了一份“生长指南”。
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等离激元纳腔助力二维材料层间呼吸振动探测
团队创新性地利用金属纳米腔对光场的亚波长束缚与局域增强效应,在金/银纳米腔与二维材料耦合的复合体系中,实现了对层间呼吸模的高灵敏度检测。该方法不仅适用于多层石墨烯、六方氮化硼等多种材料体系,还首次发现等离激元可调制振动模式的偏振特性,突破了传统拉曼选择定则的限制。
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北京大学团队,《科学》发文
“问题在于,菱方堆垛在热力学上属于亚稳态。”刘开辉指出,它就像一颗立在坡顶的球,稍有扰动就滚回能量更低的AB堆垛。“长期以来,实验室里想获得菱方石墨烯,只能靠‘撕胶带’,机械剥离出一大堆石墨烯碎片,在显微镜下大海捞针,偶然找到那么一两片菱方堆垛的‘幸运儿’。大面积、高纯度、可重复的制备,始终遥不可及。”
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制备超低接触热阻的石墨烯-液态金属复合热界面材料
香港科技大学研究团队提出了一种基底集成式TIM,将热通路重新定义为器件的整体延伸。该结构通过两种协同途径实现:(1)在目标基底上直接激光热解聚酰亚胺,生成具有原位扩散键合界面的多孔激光诱导石墨烯(LIG)网络,从而消除一个接触热阻;(2)功能化液态金属(LM)微滴渗入LIG支架;压缩后,液滴聚结成连续的金属网络,消除了二次界面,并提供了高导热渗流通路。
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韩国庆熙大学Soo-Jin Park综述:面向可持续能源应用的石墨烯材料
文章详尽总结了自上而下(机械剥离、液相剥离、电化学剥离、氧化还原法)与自下而上(化学气相沉积CVD、外延生长、激光辅助合成)两大制备范式,重点评述了闪速焦耳加热(FJH)、等离子体合成与激光辅助合成等前沿技术的最新进展。在工程化层面,论文深入探讨了CVD大面积薄膜生长、湿法/干法/卷对卷转移技术及界面掺杂与杂化策略对器件性能的决定性作用。在应用层面,作者按能源存储(锂离子电池、锂硫电池、钠/钾离子电池、超级电容器与储氢)、能源转换(燃料电池、太阳能电池、热电材料)与能源收集(摩擦纳米发电机与废热回收)三大板块,全面解析了石墨烯如何通过结构设计与界面工程提升能量密度、功率密度及转换效率。
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刘忠范院士团队:石墨烯晶圆制备重磅突破!
本文创新提出双催化限域界面化学势调控策略,将两片 Cu (111)/ 蓝宝石单晶衬底面对面堆叠,构建对称双催化密闭反应空间,双向铜催化界面同步消耗气相碳物种,精准压低界面碳化学势,把无单层石墨烯的工艺窗口拓宽近十倍;在中试 CVD 设备单次批次稳定制备二十片 6 英寸无附生单晶石墨烯晶圆,附生畴数量降低四个数量级,同时薄膜转移完整性、电学均匀性大幅提升,室温平均载流迁移率可达 8461 cm²V⁻¹s⁻¹,整片晶圆方阻偏差仅 3%。
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水葫芦2秒闪蒸制备类石墨烯,Cr(III)去除率超95%
从伊拉克Al-Kut幼发拉底河采集水葫芦,洗净烘干研磨后,先在CO₂气氛(1 L/min)下250 ℃碳化1 h防止氧化,再在N₂气氛(1 L/min)下150 ℃活化1 h,得到多孔的预碳化活性炭。将约5 g活性炭置于派热克斯玻璃管中,两端连接铜电极与高压电容放电单元;电容充电至设定电压(460×4 V)后瞬间释放,产生约2 s的快速热冲击脉冲,每次运行重复8–10次。超快电热脉冲像”闪电鞭打”一样,瞬间打乱并重构碳骨架,将其转化为类石墨烯结构(WHAF)。