科研进展
-
泰国国立法政大学《ACS AEM》:镍钛酸盐与皱缩石墨烯的固态缺陷工程,用于高能长寿命非对称超级电容器
本研究提出一种基于固态NaBH₄还原的新型策略,用于在NiTiO₃(R-NTO)中构建氧化物伏安(OVs),从而形成具有增强导电性和比表面积的分级三维花椰菜状结构。
-
ACS Applied Materials & Interfaces | 南方科技大学:石墨烯接触界面工程实现VP/MoS₂异质结构高性能多光谱光电探测
本研究通过引入石墨烯接触界面工程,成功构建了高性能 Gr/VP/MoS₂ 范德华异质结构光电探测。得益于石墨烯电极对界面势垒与载流子输运的有效调控,器件实现了从紫外到近红外的多光谱光探,并表现高响应度、优异的外量子效率以及良好的稳定性。同时,该工作揭示了二维各向异性材料异质结构中界面耦合与载流子输运机制
-
压缩辅助快速焦耳热法制备Si@rGO复合材料,500次循环后容量保持率达75.9%
该研究提出了一种压缩辅助快速焦耳热法,通过调控粉末床压缩比例(0%、5%、10%)来优化硅/石墨烯界面处的碳化硅(SiC)锚定点形成。5%压缩比例的样品表现出最优的电化学性能:初始库伦效率85.75%,1C倍率下初始容量1055.94 mAh/g,循环500次后容量保持率达75.9%。SiC锚定点有效抑制了硅/石墨烯相分离,显著提升了硅基负极的循环稳定性。
-
北京服装学院《NT》:柔性NiTe2/多孔石墨烯薄膜,用于锂离子电池
通过在多孔石墨烯上原位生长NiTe₂纳米晶,成功制备了NiTe₂@PG复合材料。在此结构中,多孔石墨烯不仅作为NiTe₂成核与生长的支撑基底,还显著提升了电极的整体电导率。此外,其多孔结构促进了电解质渗透性。值得注意的是,石墨烯/NiTe₂界面形成了C–Te–Ni共价键,且随碲化时间延长其浓度呈渐进式增长。该界面共价键的存在对稳定复合结构、促进电荷转移起到了关键作用,使NiTe₂@PG能够作为锂离子电池的卓越阳极材料,具有高比容量、优异倍率性能及长期循环稳定性等显著特性。
-
给锂金属一个“褶皱的家”:三维石墨烯“海绵”抑制枝晶生长
研究团队采用的策略如同一个“精细的烹饪过程”。他们首先电纺出聚合物前驱体薄膜,然后在它“柔软”的时候,用电喷雾“喷上”一层氧化石墨烯“涂层”。在后续的热处理(碳化)过程中,由于石墨烯层与聚合物基底的收缩程度不同,就像一张湿润的纸在烘干时会起皱一样,石墨烯片层被“压”出了稳定且均匀的三维褶皱纹理。
-
浙大Carbon:垂直导热率190W/mK,低热阻石墨烯纤维TIM,比商业沥青基碳纤维导热垫额外降温14°C
浙江大学高超教授等研究团队通过一种基于大面积定向GF阵列的高效堆叠-切割策略,制备了一种柔性的GF基热界面材料(GF-TIM)。所得材料的取向度高达0.89,填料含量为39.0wt%,阵列密度为0.44 g cm⁻³(标记为GF-TIM-40)。
-
澳大利亚卧龙岗大学《Small》:无添加剂边缘功能化石墨烯“面团”,用于储能/医疗应用支架等
研究通过选择性氧化与物理剥离的结合,实现了直接从石墨合成高加工性、高分散性边缘功能化石墨烯(EFG)。显微镜与光谱表征揭示出该材料具有无缺陷基底层的少层石墨烯纳米片,其边缘呈现羧酸盐与酚醛基团功能化。
-
哈尔滨工业大学王黎东:钨掺杂石墨烯/铜复合材料的熔融制备
本研究通过引入钨掺杂石墨烯(W-Gr),成功解决了传统熔融法中石墨烯难以进入并均匀分散于铜熔体的长期难题。W-Gr由SHS工艺制备,并在熔融过程中演化为以WC为主的稳定结构。该研究表明,通过调控石墨烯/铜界面状态,可实现高强高导Gr/Cu复合材料的熔融制备,为其规模化和工程化应用提供了可行路径。
-
技术新突破!郑泉水院士团队首次在宏观尺度实现稳健自超滑
近日,郑泉水院士团队在物理学顶刊《Physical Review Letters》(PRL)发表里程碑式成果——首次在亚毫米尺度实现稳健的宏观自超滑,并观测到摩擦系数低至10⁻⁶量级的极端现象。这意味着:仅需一颗鸡蛋的推力,就能让承受一头大象重量的界面滑动!
-
刘忠范院士团队AM:通过相工程石墨烯封装,使氮化铝(AlN)具备优异的抗水解性能(30天应用导热率变化小于1%),同时导热率提升38.7%
北京大学、北京石墨烯研究院刘忠范院士等研究团队利用流化床化学气相沉积技术,在AlN粉末上精确构建了保形、高结晶度、低缺陷的石墨烯“表层”(D峰与G峰的强度比约为0.088)。该表层独特的生长动力学和界面相由AlN衬底决定,这与传统的非金属衬底截然不同。密度泛函理论计算表明,该工艺形成了一种具有独特C-Al-N构型的共价键异质界面,从而超越了弱范德华相互作用。
-
全球首个“气体分子二极管”问世
团队在石墨烯上构筑了“不对称”的埃米孔结构:分子从一个方向过来,像走平缓斜坡,稍稍用力就能“翻”过去;从反方向过来,却要直面一道陡峭“台阶”,几乎无法跨越。正是这种原子级别的“地形高差”,让气体分子只能乖乖地朝一个方向走。
-
北京石墨烯研究院刘忠范院士《Adv Sci》:蒙烯氧化铝纤维:可连续扩展的制备工艺及其在纤维增强聚合物复合材料中的电热应用
研究报道了采用自制卷对卷(RTR)CVD系统实现GAF的动态、连续、可扩展生产。该系统通过多级压力调节和氮气帘式吹扫技术,集脱胶与生长腔室于一体。制备的GAF具有优异柔韧性、高抗拉强度(>1.1 GPa)及可调导电率(40–1260 S m⁻¹)。
-
韩国电气研究院《Mater Horiz》:一款无电池无线石墨烯压力传感器,用于机器学习辅助姿势分类和智能医疗环境中的VR/AR可视化
研究提出一种无电池无线多模态传感平台,其中单层石墨烯作为高性能压力传感活性层,实现高灵敏度(1.75×10⁻³ kPa⁻¹,应变系数=8.6)和卓越稳定性(超过1000次工作循环)。
-
清华大学Nano Letters:扭转双层石墨烯表面摩擦力的非单调角度依赖性
该研究构筑了转角连续变化的扭转双层石墨烯结构,通过摩擦力显微镜的表征发现,侧向力调制幅值与摩擦耗散均随扭转角度呈现非单调变化。侧向力幅值在约 3.0° 处达到峰值,验证了此前基于几何相互作用的理论预测。不同的是,摩擦耗散在更小的扭转角(约 1.2°)处达到极值。借助原子模拟,研究揭示了这种独特的非单调摩擦行为源于面内局域刚度与原子级重构之间的竞争,二者共同影响摩尔超晶格尺度非稳态滑移的发生。
-
西安工程大学《APPL MATER TODAY》:超弹性聚酰亚胺纳米纤维/石墨烯混合气凝胶,用于可调宽带电磁波吸收
研究通过在聚酰亚胺纳米纤维(PINF)气凝胶中掺入还原氧化石墨烯(rGO),构建出坚固、连续且各向同性的纤维网络。研究发现,通过调节压缩形状参数,该复合材料可展现可调谐阻抗匹配特性,实现选择性波吸收。值得注意的是,该复合气凝胶的波吸收强度可在不同压缩状态下动态调节,最高可达-59.7 dB,展现出动态可调的微波吸收特性。这项突破性成果彰显了材料的可调智能功能,及其作为可切换电磁波吸收解决方案的潜力,为开发具有响应性电磁特性的智能材料提供了全新途径。