科研进展
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石墨烯的量子魔法带来了新超导材料
研究人员发现,MATBG中的向列秩序源于一个新的自由度的波动之间的干扰,该自由度结合了谷底自由度和自旋自由度,这一点在传统的强相关电子系统中还没有被报道过。扭曲双层石墨烯的超导转变温度非常低,为1K(-272℃),但向列状态设法将其提高了好几度。研究结果还表明,尽管MATBG在某些方面的表现跟铁基高温超导体相似,但它也有一些令人相当兴奋的独特性质,如净电荷环流在谷底极化状态下产生磁场,而环流在向列状态下会被每个谷底抵消。此外,石墨烯的可塑性还可以在增加这些超导体的实际应用中发挥重要作用。
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石墨烯-金属杂化超表面全光调制器
石墨烯具有超快的光学响应和较宽的光谱覆盖范围,是一种极具吸引力的全光调制材料。然而,由于超短的光载流子寿命和在石墨烯中的有限吸收,石墨烯全光调制器具有需要高泵浦的局限性。Yu Yao教授团队设计了一种基于石墨烯-金属杂化等离子体的超表面结构的全光调制器(GMMA),从而在高响应速度的前提下实现了器件的低泵浦,同时还可以在中红外波段(超过6μm)下进行高效的工作。解决了传统全光调制器的工作波长受限以及基于石墨烯的全光调制器需要高泵浦的问题。
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Nano Lett. | 石墨烯远程异质外延的原子尺度机理 — 高鹏教授、刘忠范院士、刘志强研究员、杨身园副研究员
研究团队在原子尺度上揭示了利用远程异质外延方法制备低应力、低位错密度薄膜的物理过程,在此基础上成功制备了高In组份黄光LED。本文为高质量功能材料薄膜的远程异质外延提供了策略参考,为先进电子器件和光电器件的性能提升创造了更好的平台。
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上海交大李新昊Small:可见-近红外光响应的石墨烯/二氧化钛光催化剂还原氧气生产双氧水
上海交通大学李新昊教授课题组构筑了具有可见-近红外光响应的石墨烯/二氧化钛(Gr/TiO2)复合异质结光催化剂,为光生石墨烯热电子注入半导体提供了一个零势垒的整流界面,极大地延长了光激发的电子的平均寿命,从而进一步提高其双氧水生产效率。
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北大刘忠范院士《ACS AMI》:石墨烯玻璃纤维织物中每根纤维的柔性全表面保形封装以防止热氧化
本文成功开发了一种用于纤维状材料的柔性、全表面和保形封装技术。GGFF作为一种新型先进的碳基电热织物,成功制造并作为实例演示了这种封装技术。纳米厚h-采用CVD方法在织物中每根纤维的弧面原位生长BN层,实现电热织物的大面积柔性封装,显著增强了器件在高温工作下的抗氧化性,同时不影响其性能。电热性能和灵活性。所提出的针对纤维状石墨烯器件的封装技术具有可扩展性,可以扩展到其他多功能纳米材料和纳米器件,甚至是形状复杂的器件。
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南卡罗来纳大学和大连海事大学Wei Chang 和Benli Peng等–镍上的少层石墨烯使可持续滴状冷凝成为可能
我们开发了镍(Ni)基底上的纳米结构石墨烯涂层,可以控制和增强石墨烯晶界上的水滴成核。令人惊讶的是,即使在正常的“湿润”条件下,这也能实现DWC。这与广泛接受的DWC机制相矛盾。此外,在实际或更严格的测试环境下,Ni-石墨烯表面能够实现从数天到3年的长期冷凝。
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巴西坎皮纳斯大学化学工程学院工艺与产品开发系–传统化学和绿色合成法制备石墨烯纳米材料对废水中多环芳烃的吸附研究综述
本文综述了废水中PAHs的主要治理方法,重点介绍了不同纳米材料吸附剂应用的吸附过程,聚焦于石墨烯纳米材料的常规和绿色合成方法。基于动力学、平衡和热力学研究,评估了分批吸附和固定床吸附过程,以及与这些过程相关的机制。基于本文分析的研究结果,绿色纳米材料对PAHs的去除效果优于传统纳米材料。作为未来研究的展望,绿色纳米材料在PAHs的治理方面具有可持续性和前景,因此需要进一步研究克服绿色合成方法可能的挑战和局限性。
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武汉大学物理学院本科生石墨烯研究成果发表于《计算材料学》
在过去十余年,低维量子体系由于独特的结构和极强的可调性等特点,成为凝聚态物理和材料科学研究的热点。通过选择不同的二维材料并控制它们的堆垛方式可以获得具有不同物理性质的莫尔超晶格结构。该研究成果有助于更深入地研究石墨烯莫尔超晶格的新奇物性,同时为相关体系的理论研究提供了更为精确的低能有效模型。
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对多功能石墨烯基复合光催化剂技术的新见解
中国福州大学的徐毅军教授最近领导了一个研究小组,研究了多功能GR基复合光催化剂的优化方法和合成。首先讨论了GR基复合材料的优化策略,包括降低GR缺陷密度,化学掺杂,优化GR和光活性组分尺寸,沉积助催化剂以构建双助催化剂或多助催化剂体系,以及增强GR基复合材料的界面参数。然后从新的角度研究了GR基复合材料的合成,重点是GR在光催化中的作用,包括光电子介质和受体,增强吸附能力,定制光吸收范围和强度,以及大分子光敏剂。本文还简要概述了提高GR基复合材料太阳能转换效率的问题和可能的演化技术。
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宁波材料所在耐蚀石墨烯薄膜缺陷修复方面取得进展
近期,中国科学院宁波材料技术与工程研究所海洋实验室苛刻环境材料耦合损伤与延寿团队设计了一种快速、精准修复石墨烯缺陷的方法,可以在15分钟内高效地修复石墨烯上多尺度和多类型缺陷,在提高石墨烯膜层腐蚀防护性能的同时不影响石墨烯优异的导电性能。
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【进展】基于仿生结构聚合物防护涂层设计制备方面取得重要进展
最近,中国科学院金属研究所材料腐蚀与防护中心刘福春课题组根据仿生材料设计理念,将生物基环氧基质与氧化石墨烯杂化物互相整合进聚合物涂层的设计过程中,获得了一种新型可自愈、高性能仿珍珠生物基纳米复合涂层。
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南京师范大学、江苏省新型动力电池重点实验室–限制在多层石墨烯薄片中的Sn4P3纳米粒子作为钾离子电池的高性能阳极材料
钾基阳极由于具有较大的理论容量,在钾离子电池(PIBs)中具有不错的应用前景。但由于其电子导电性差、易自聚集、循环过程中体积变化大等原因导致的储钾性能不佳,制约了其实际应用。
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“双碳”目标下的刚需技术 咋成了无人买单的“香饽饽”
长沙理工大学教授贾传坤的团队在世界上首次设计了石墨烯电极小试线,成功制备了石墨烯复合电极材料,功率提到了1.5倍以上。电极中试线也正在设计中。
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用石墨烯“聆听”细菌“配乐”,或可用于抗生素耐药性的快速检测|总编辑圈点
研究人员对大肠杆菌进行了首次实验。结果发现,当细菌附着在石墨烯鼓的表面时,它会产生幅度低至几纳米的随机振动,研究人员可以检测并听到单个细菌的声音。这种极小的振动源自细菌生物的过程,主要来自它们的鞭毛。
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从“划时代研究”到Nature撤稿,一作学生造假拖累导师受罚
该论文首次报道了一种合成结构、宽度及长度均可控的石墨烯纳米带聚合方法,该法有望为研究石墨烯纳米带长度对其理化性质的影响奠定材料基础。作为通讯作者的伊丹健一郎也表示,“这项研究解决了一个多年以来的难题。为实现量产化(我们)已与企业展开合作,希望早日将该技术应用落地。”