科研进展
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深圳大学研发压力/应力双模柔性传感器,用于中风诱发失语症的康复治疗
本研究推出了一款便携式可穿戴传感器,用于中风诱发失语症的康复治疗。该传感器融合柔性、超敏感且耐用的双模传感系统:基于Ag-MnO₂的海胆状纳米粒子压力传感器用于检测高频声带振动,垂直石墨烯/聚二甲基硅氧烷(VGr/PDMS)应变传感器则捕捉低频肌肉运动。
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一石二鸟!中山大学吴青芸课题组CEJ:原位碳点合成打破石墨烯“光热桎梏”,实现高效太阳能界面蒸发与土壤重金属修复新应用
还原氧化石墨烯(rGO)因其优异的光热性能被视为SIE的理想材料之一。然而,rGO面临一个经典的“性能权衡”(Trade-off):提升π共轭结构(光热性能)与维持亲水性(供水能力)难以兼得。以往的改性策略多采用“功能叠加”思路(如复合亲水层),但未能从本质上解决这一矛盾。我们设想利用碳点(CDs)本身兼具π共轭核与丰富亲水官能团的特性,通过一锅水热法使其原位生长于rGO上,以期实现“一石二鸟”的效果。
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用“钻石”给氧化镓“降温”,让电子器件更耐用
团队最终引入“石墨烯”作为中间缓冲层——它就像一位出色的“翻译官”,缓解了两种材料之间的“沟通障碍”,屏蔽了多晶衬底的粗糙影响,使得氧化镓薄膜能够平整又高质量地生长在多晶金刚石上。团队还通过一种叫“氧-晶格协同调控”的技术,简单说就是精细控制氧气和原子排列,实现了高质量氧化镓薄膜的稳定外延。这下,材料不再“乱长”,热应力也大幅降低。
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北京大学刘忠范院士,国家杰青刘开辉教授,芬兰阿尔托大学孙志培教授 JACS:垂直堆叠氮化硼/石墨烯异质结构
本文介绍了一种通过化学气相沉积(CVD)方法在抗共振空心光纤(ARF)中垂直堆叠的六方氮化硼/石墨烯(hBN/Gr)异质结构,用于调节光纤的光学共振,从而增强石墨烯的非线性光学性能。通过控制hBN的厚度,实现了从4%到10%的非线性光学调制深度的显著增加,并将全光调制性能提高了75%。该方法为通过直接生长功能性二维材料基异质结构实现可调谐光学波导提供了可能,为高度集成的光子器件的发展提供了一个稳健的平台。
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基于石墨烯的先进光子调制技术
研究人员设计并制造了一种新型微型光学器件,能够快速高效地将数据编码到光信号中。其原理是在硅芯片上构建特殊电路——类似于计算机使用的微芯片,但额外添加了石墨烯层。这种超薄材料具有卓越的导电性,以其优异的电子和光学特性著称,由Graphenea公司生产。
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新型混合纳米材料可清除废水中的顽固抗生素
该团队将氧化石墨烯、生物炭与二氧化钛(TiO₂)结合,制成一种多孔高比表面积材料,该材料能吸附抗生素并在紫外线照射下将其分解。成像与光谱分析证实了该结构的稳定性和功能性,性能测试更展现出惊人效果:该复合材料可去除水中95%以上的抗生素,且经多次使用后仍保持近90%的效率。
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ACS NANO:用于可调谐光谱激活NO2传感器的带隙工程石墨烯量子点光敏剂
在光激活气体传感器中,GQD已被用于提高金属氧化物基传感层的气体传感性能,尽管大多数研究主要集中在通过杂原子官能团进行表面化学修饰的作用上,但对GQD的电子能带结构的作用的讨论有限。通过将可调带结构与表面功能相结合,我们强调了它们在推进光激活气体传感器方面的卓越多功能性。
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不妥协、不跟风,MIT中国学者发现兼具磁性、手性、超导性的新量子态
自1911年首次观察到超导体以来,物理学家假设所有超导材料都应该同时表现出零电阻和与磁性的排斥。然而,5月22日时任美国麻省理工学院助理教授的巨龙在Nature封面发表了一项最新研究成果,揭示了一种在五层菱面体堆叠石墨烯中同时存在磁性(自旋磁性)、手性(轨道磁性)和超导性的新量子态。这一发现打破了长期以来对于超导性和磁性的传统认知,为理解和开发量子材料提供了全新视角。
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我院教师在《International Journal of Heat and Mass Transfer》上发表最新成果
本研究通过心形微通道结构,实现了石墨烯氧化物的快速可控合成。其关键创新包括:(1)心形分叉-重组结构增强了局部剪切和扰动,促进传热与混合;(2)结合 DPM、DEM 与 RMD,实现从流体场到原子反应机制的跨尺度揭示;(3)反应时间仅 0.5 小时,远短于传统方法,且氧化程度可在 O/C=0.21–0.44 范围内调控,XPS 数据与模拟结果趋势一致,验证了理论模型的可靠性。
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Adv. Sci.:激光诱导3D石墨烯聚合物复合材料,具有改善的机械和电气性能,实现多功能性能
本工作描述了利用激光诱导石墨烯(LIG)驱动的3D打印技术和传统的渗透工艺组装石墨烯基导电聚合物复合材料。
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河南工程学院《Polym. Compos》:多层结构PPy/石墨烯复合丝织物,用于电磁干扰屏蔽
研究通过简便的自组装工艺,成功开发出一种氧化石墨烯与吡咯复合丝绸织物(PPy-rGO-SF)。该织物凭借氧化石墨烯(rGO)与聚吡咯(PPy)的协同增强效应,展现出0.141 kΩ/cm的优异电导率及90%的卓越电磁干扰屏蔽效率。该电磁屏蔽织物还展现出优异的稳定性,经30次机械变形循环测试后仍保持90%的屏蔽效能。这些成果为智能可穿戴服装与电磁屏蔽产品的开发提供了重要潜力。
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Adv Sci | 中科院上海高等研究院王勇团队通过石墨烯夹层定制稀土铁石榴石中的非常规亚铁磁性
本研究通过引入石墨烯中间层,实现了稀土铁石榴石(REIG:铥铁石榴石)薄膜中亚铁磁性的多重调控,不仅使磁各向异性发生连续变化,还获得了意外且可调控的磁化补偿点(TM)。通过软 X 射线吸收光谱分析,所呈现的轨道磁矩各向异性行为,为磁各向异性的大范围可调调控提供了直接证据。随温度变化的 X 射线磁圆二色信号进一步证实了所出现的补偿点(TM)的显著增强,这揭示了不等价磁性原子间存在可调控的交换耦合。这些结果确立了一种通过中间层工程定制低维稀土铁石榴石薄膜磁性的高效策略,并推动了基于稀土铁石榴石的自旋电子学研究。
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北京石墨烯研究院刘忠范院士宋雨晴/苏州大学孙靖宇最新AM:湍流驱动合成石墨烯包覆 BN 异质结用于无枝晶钾电池
本研究成功通过 FB-CVD 法实现了 Gr-skinned h-BN 异质结粉末的规模化合成,借助 CFD 模拟揭示了流化床内湍流驱动前驱体传输的机制,实现了 5-90 层石墨烯的可控生长。将该异质结修饰铝集流体后,所制钾金属电极在 0.5mA cm⁻² 下循环稳定 1050h,成核过电位低于 7mV,性能优势显著。
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东华大学《JMST》:基于石墨烯纤维的高性能压力传感器,具有双边致密结构,用于人体运动监测
研究采用湿法纺丝与基底辅助干燥策略,通过调控石墨烯纤维(GF)的形态结构优化导电网络。最终成功制备出高导电性(3.19×10⁴ S m⁻¹)、抗拉强度达179.6 MPa、应变能力达6.5%的致密带状GF,并将其应用于柔性压力传感器的传感层。
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中国计量大学《APPL SURF SCI》:超轻CoNi/石墨烯气凝胶,具有卓越的电磁波吸收能力
研究通过将微量一维棒状CoNi-MOF与石墨烯整合,构建出超轻型CoNi-MOF@石墨烯异质结构气凝胶。这种超低掺杂策略(4.5 wt%)融合了1D CoNi-MOF纳米棒的各向异性特性、石墨烯衍生的分级多孔结构以及异质界面的存在,从而实现了阻抗匹配与多尺度电磁波衰减的双重效果。