科研进展
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北京大学刘忠范院士做客“百年兰大·名家讲坛”
刘忠范院士从碳元素切入,回顾了碳材料以及碳材料产业伴随人类文明发展的历程,深入浅出、全面系统地讲解了石墨烯新材料产业发展走向,重点介绍了北京石墨烯研究院在践行工匠精神、融通政产学研、打造石墨烯产业的核心竞争力等方面的成功经验,以及如何从研究思维到产业思维的跨越实践。报告会后,刘忠范院士同与会师生针对报告内容进行了深入的研讨交流,现场气氛热烈。
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厦门大学蓝伟光教授课题组ACS Appl. Nano Mater.丨石墨基膜材料:原理、合成与应用
最近,厦门大学蓝伟光教授领衔的膜课题组针对二维膜材料的原理、合成与应用进行了深入的探讨与总结。与传统高分子膜相比较,二维膜材料具有高度均匀和明确的孔结构,可通过溶液方法制备单层至多层的二维膜材料,这种面内的共价键也可赋予二维膜材料足够的机械强度和化学稳定性,因此可以在苛刻的操作环境中使用。
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新南威尔士大学王大伟Science Advances:超支化跨尺度石墨烯阵列,实现耐久性高能锂金属电池!
研究显示,石墨烯阵列的高度分散缺陷和垂直几何形状,结合超枝状结构,会促进对锂沉积/剥离的有效空间控制,并具有高可逆性和耐久性。基于上述优势,作者设计了具有高正极容量(>4 mAh cm-2)、低负极与正极容量比(1:1)和低电解质与容量比(5 g Ah-1)的实用高能锂金属原型电池,这为迈向实用锂金属电池提供了希望。
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天津工业大学孟建强教授团队 Polymer:PEG修饰石墨烯提高CTA/rGO纳米复合膜的脱盐性能
天津工业大学孟建强教授课题组使用不同链长的聚乙二醇(PEG)来修饰rGO制备PEG修饰的石墨烯材料(rGO-PEG),一方面较大的PEG链很难进入rGO的层间距,不会影响其传输通道,另一方面旨在通过柔性的PEG链来提高rGO与CTA之间的相容性。然后将制备的rGO-PEG与三醋酸纤维(CTA)共混,通过溶剂挥发的方法制备了一系列PEG修饰石墨烯/CTA纳米复合膜,并通过溶解-扩散模型研究了不同类型的rGO-PEG对纳米复合膜脱盐性能的研究。
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北京化工大学化学学院–嵌入 CoCoO 纳米粒子的 N-掺杂石墨烯的合成及其对析氧和还原反应的电催化性能
其突出的性能归因于Co基与N-掺杂石墨烯之间电子的相互作用,以及活性吡啶- N基团的存在。这项工作为设计高效的非贵金属基电催化剂提供了范例。
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综述 | 石墨烯、碳纳米管等纳米技术如何塑造战争的未来
在这种情况下,研究人员正在大力开发纳米技术驱动的纺织品,这些纺织品嵌入了用于 CBRN 威胁的纳米传感器元件、绝缘和防水织物,以及轻型子弹和碎片保护。此外,嵌入用于能量收集和存储的光伏、热电或压电纳米材料的纺织品将减少对传统电池的依赖。整合所有这些技术将产生动态、轻便且穿着舒适的战斗服。
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浙大许震《ACS Nano》多功能导电复合双曲石墨烯气凝胶框架
在这里,我们利用二维片材无法识别的几何曲率来打破填充系统的效率限制。我们引入双曲曲率概念来调解 2D 平面拓扑和 3D 填充空间之间的不相容性,并通过面对面接触保持有效的导电路径。双曲线石墨烯框架在增强纳米复合材料的导电和导热功能方面表现出创纪录的效率。
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氧化石墨烯可以帮助河流解决水资源短缺问题吗?
在这项工作中,该团队使用氧化石墨烯创建了一个重力过滤器。合成的氧化石墨烯片非常光滑且连接紧密。这些氧化石墨烯片已成功用于制造重力过滤器以净化河水。
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基于石墨烯的生物传感器,用于检测痕量级肌酐
石墨烯纳米片(GNP)是具有高表面体积比的低成本,高导电率纳米级碳质材料。考虑到GNP产生的导电网络允许快速电子传输,基于GNP的生物传感器可能表现出优异的灵敏度和非常低的检测限(LOD)。
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中国热科院在新型天然橡胶复合材料领域连续取得重要进展
MXene(迈科烯)具有极高的赝电容性能,是制备储能纤维的优选材料。但是利用纯MXene制备的纤维韧性差,很难满足可编制的要求,限制了其大规模生产和应用。热科院加工所科技人员通过在MXene纤维中引入CNTs(碳纳米管),利用界面调控和湿法纺丝技术,突破了高韧性MXene纤维制备技术,研制了高韧性、高强度、高导电的MXene/CNT复合纤维。
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青科大《ACS AEM》:受陶瓷工艺启发,简易制备高性能石墨烯致密材料,
报道了一种微结构可调的非挥发性超塑性GO离子腻子,通过可扩展的直接退火方法制备了具有可编程3D宏观结构和高性能的石墨烯基单片,该方法显示了液体和固体组装方法的优点。这表明 GO在油灰状前体中的微观结构对通过直接退火组装的碳单块的固体性能具有关键作用。这项工作为具有可编程3D结构的高性能石墨烯基单片提供了一种新的可扩展制造方法。
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上海理工大学李静、南通大学崔锦灿《ACS AMI》:水分散石墨烯基导电耐蚀涂层用于不锈钢双极板
创新性地提出了采用连续液相涂层的方法,构建高取向高致密度石墨烯基杂化涂层的方法,为替代高能耗低效率的真空沉积方法提供了新的思路。
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Nature Nanotechnol.:掺杂导致石墨烯/MoO3异质结的拓扑极化子变化
通过化学调节石墨烯的掺杂量,发现由于掺杂作用影响极化子的杂化,导致等频极化子的拓扑表面结构形状从开放变为闭合。此外,当改变底物时,极化子的色散轮廓形状主要表现为平坦结构,因此验证了极化子的传播呈现可调控的无衍射形式特点,并且能够实现对光学轮廓拓扑结构的局部进行控制。
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北大刘忠范院士团队JACS:N掺杂石墨烯作为光热材料,将原油收集效率提高三倍
由于石墨烯和石英泡沫的多孔结构,氮掺杂垂直石墨烯石英泡沫(NVGQF)在太阳光谱(250 ~ 2500 nm)表现出高的全向吸收,吸收率高达0.96。在石墨烯晶格中掺杂石墨氮,使其红外发射率(2.5 ~ 25 μm)由0.96降低到0.68,从而使其热辐射损失减少了约31%。作者设计了NVGQF筏式原油收集系统,NVGQF筏式收集系统利用太阳诱导温度梯度构建原油粘度梯度,成功驱动原油自发流动,实现无电能收集,与未掺杂的本征垂直石墨烯石英泡沫(VGQF)相比,原油收集效率提高了3倍。
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清华团队联合诺奖得主发现石墨烯可用于高效回收电子垃圾中的金资源
总体来讲,审稿人对此次报道的现象和石墨烯的金吸附性能是认可的,但对阐述的机制有顾虑。当然这是可以理解的。所以该团队花了很多工夫,做了不少实验去把机制尽量讲清楚。