科研进展
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含氧化石墨烯的阻燃高分子化合物
氧化石墨烯(GO)是目前用作阻燃剂的最新颖的纳米材料,因为它作为低负载的阻燃剂表现出高效率且无毒。其效率与氧化石墨烯具有很强的阻隔效应,高热稳定性和较大的表面吸收能力有关,有利于减少传热和传质。
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【氮化硼】Small:一种三元自催化体系高效制备高品质的BNNTs
液态W-B-Li直接氮化可高效催化生长高品质的BNNTs。实验和理论分析均表明Li成功嵌入到W2B5晶格间隙中,且发生B-Li作用,从而实现VLS生长。这种三元自催化生长可扩展到含有三元素的金属盐,氧化物,单质的任意组合中。深入分析体系的作用机制可使得更多具有高催化活性的金属应用到材料制备中。
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Advanced Science综述:“空心碳纳米笼”:总体设计基础及多样化电化学应用
本文对空心碳纳米笼(HCNCs)进行了全面、清晰的定义。综述了电化学储能与转换领域中HCNCs的最新研究进展(包括制备、调控和改性)。还提供了HCNCs面临的挑战和对新趋势和方向的一些见解。
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西安交通大学王洪团队《自然·通讯》:超高导电性多功能 MWCNT 薄膜
这些MWCNT薄膜通过浮动化学气相沉积法合成,在高温下退火纯化并用浓 HCl 处理,最后使用氯磺酸(CSA)进行处理增强其拉链效应而使薄膜的结构致密化。由于多壁碳纳米管的致密晶体结构,文章中制备的大尺寸薄膜表现出高电磁干扰屏蔽效率、高热电功率因数和高载流量性能,具有广阔的实际应用前景。
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AM: 废塑料转化为混合碳纳米材料
在纳米复合材料中,F1DM优于商业的碳纳米管。与当前的1D材料合成策略相比,FJH合成的累计能源需求减少了86–92%,全球变暖进程减少了92–94%。该工作表明,FJH提供了一种成本效益高且可持续的途径,其可以将废塑料转化为有价值的1D石墨材料和混合纳米材料。
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Matter:在原子级精确水平上高效自下而上合成石墨烯量子点
郑州大学卢思宇教授团队受邀综述了GQDs的合成和最新进展。作者从传统碳点和GQDs的区别和联系入手,通过使用骨架生长方法丰富地总结了 GQDs 的合成策略并就如何使用有机策略准确合成完全符合预期假设的 GQD 结构提出了指南。
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《Exploration》综述:石墨烯:制备、剪裁和修饰
在本综述中,系统性地总结了石墨烯制备、剪裁和修饰方面的最新重大进展。具体,石墨烯的制备主要有自下而上生长和自上而下剥离两种技术。为制备高质量、高收率的石墨烯,已经发展了许多物理剥离方法,如机械剥离、阳极键合剥离、金属辅助剥离等。通过对石墨烯剪裁来图案化石墨烯,如气相刻蚀、电子束光刻等,精准控制石墨烯形状和层数。由于不同区域反应活性与热稳定性的差异,使用气体作为蚀刻剂可以实现石墨烯的各向异性剪裁。为了满足实际需求,石墨烯的边缘与基面进一步的化学功能化被广泛应用于调整石墨烯的性质。石墨烯制备、剪裁和修饰的结合,促进了石墨烯器件的集成与应用。
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基于二维材料的隧穿场效应晶体管
这篇综述介绍了各种基于二维半导体的场效应晶体管的逐步发展及其相对优势和设计挑战。与最先进的三维纳米级场效应晶体管相比,这些纳米级二维场效应晶体管在不影响操作速度的情况下,可以显著改善功耗。此外,通过适当的设计优化,这些纳米级二维场效应晶体管可以取代CMOS性能,实现低功耗、高性能设计。
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杨冬芝/于中振AFM:自然启发梯度还原氧化石墨烯气凝胶
该多功能PTM器件不仅可以通过太阳能热转换、气凝胶保温和相变潜热释放的协同作用,在- 5℃的寒冷环境中保持温暖的皮肤表面小气候,还可以通过其相变行为和保温作用提供高效的热缓冲,防止高温环境下的高热。这种梯度和双分子层设计为制造自适应PTM器件在恶劣环境中的应用开辟了新的途径。
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天津大学封伟AS:界面工程设计石墨烯-碳纳米管基高导热复合材料
研究者采用真空抽滤法制备了氧化石墨烯薄膜,通过在薄膜表面旋涂正硅酸乙酯并进行热解处理得到了负载SiO2的薄膜基底材料,进一步利用浮动催化化学气相沉积法在基底表面可控生长垂直定向碳纳米管阵列。经过研究发现经过简单的一步高温退火策略,中间层SiO2可原位转化为高导热SiC,实验表征结合理论计算共同证明了SiC键合的三维异质网络体系具备更稳定的界面,这对界面热传输性能的提升具有重要作用。
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研究人员加深了对液态金属催化剂上石墨烯生长的理解
结果表明,用第一性原理训练的ML电位是一种强大的方法,可以确定与亚埃电位的差距,同时与实验值吻合良好。令人惊讶的是,计算技术揭示了石墨烯与固体和液体Cu的相互作用在化学上是相同的,从而增加了从液态金属状态进行卓越合成的神秘感。这些强大的见解有助于未来理解无缝石墨烯合成,以开发下一代电子产品。
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研究进展:文物保护混凝土-智能材料 | Nature Reviews Materials
这些浸渍处理,基于低聚烷氧基硅烷,该低聚烷氧基硅烷能够在存在水分(环境或混凝土孔隙中存在)的情况下,通过简单的溶胶-凝胶过程,在腐烂混凝土的裂缝内发生反应。该过程形成与基底化学键合的二氧化硅(SiO2)和水合硅酸盐。二氧化硅低聚物的硅烷醇基团,再与氢氧化钙(在水泥固化反应期间形成的主要矿物之一)反应,产生硅酸钙水合物(C-S-H)凝胶(图1,顶部中图),这也是水泥浆的成分,最终呈现了其出色的机械性能。这一过程,在二氧化硅低聚物渗透到腐烂混凝土的裂缝内部后自发发生,为结构提供机械加固。
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基于石墨烯的新型嗅觉传感器检测气味分子
GFET被认为是吸附气味分子的完美选择,因为石墨烯表面和原子平面表面存在高电子迁移率。然而,GFET作为具有受体的电生物传感器的应用受到诸如受体的精细性和缺乏可用作嗅觉受体的替代合成分子等因素的极端限制。东京工业大学的研究小组着手解决基于GFET的嗅觉受体的这些问题。该团队开发和设计了三种用于石墨烯生物传感器的新肽,这些肽具有检测气味分子的潜力。