科研进展
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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。
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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!
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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。
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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。
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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)。
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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)。
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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。
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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。
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岭南师范学院《ACS Sens》:石墨烯纳米复合水凝胶电极,用于双模态运动监测
研究报道了一种聚乙烯醇-乙二胺四乙酸-聚丙烯酸-还原氧化石墨烯 (PHHrGO)水凝胶,该材料通过双分子氢键调控与氧化石墨烯增强的协同作用,实现了贴合皮肤的弹性模量(5-50kPa)、可调附着力(≈2.2N)及增强导电性(>13S/m)。

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RMR重磅学者|北京工业大学刘博团队最新研究成果|石墨烯狄拉克点附近的随机共振效应:高频随机电流发生器研究
该研究提出了一种基于石墨烯狄拉克点随机共振效应的高频随机电流发生器。通过将传统电子学中的噪声转化为可利用的随机信号资源,为随机电子器件提供了新的实现路径。这一工作展示了二维材料在随机信息处理中的应用潜力,也为新型信息计算器件的设计提供了重要思路。
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南京信息工程大学黄啸谷/邵高峰等:多级异质界面设计实现磁性石墨烯-SiCN气凝胶低频和宽频电磁波吸收
本研究提出一种逐步限域策略,通过在石墨烯气凝胶中原位生长ZIF-67衍生的Co/CoO磁性纳米晶与SiCN陶瓷层,构筑0D-2D及2D-2D多级异质界面,显著增了磁性石墨烯-SiCN气凝胶界面极化与磁-介电协同损耗,实现了低频(5.52 GHz)强吸收与低厚度宽频(7.89 GHz)电磁波吸收。该项工作为新一代高性能电磁波吸收材料设计提供了重要思路。
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上大受年轮蛋糕启发,以石墨烯为填料,制得面外热导49.2 W/m·K,抗电磁(EMI)屏蔽效能良好的环氧胶,散热比商用硅胶垫好
该工艺将未经任何化学修饰的石墨烯条带(GS)集成到组装好的石墨烯纸中,并通过滚动切割法制备了具有年轮状结构的垂直排列石墨烯条带/环氧树脂(VGS/EP)复合材料。取向的石墨烯作为直接的导热路径,能够有效地沿该路径传递热量,从而提高复合材料的导热性能。
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东南大学倪振华、吕俊鹏课题组在《Advanced Materials》上发表最新研究成果
眼动追踪可以通过测量眼球运动来揭示用户的注意力和意图,提供了一种高效、直观的人机交互方式。然而,目前主流基于视频的眼动追踪系统虽然能达到亚度级精度,但不可避免地需要采集和处理大量冗余像素数据,导致系统功耗大。理想的眼动追踪系统需要兼具高追踪频率、高精度和低功耗,而现有技术难以兼顾。针对这一问题,团队提出并开发了一种石墨烯光导网格状位置敏感探测器(PSD),成功构建了高效节能的眼动追踪系统。
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浙江大学高超课题组《AFM》:高导热性且结构稳定的石墨烯/陶瓷纤维,用于飞行器热防护系统、火箭喷嘴等
我们提出一种全尺寸分形式互锁界面工程技术,用于构建具有卓越热防护与抗烧蚀性能的GTF复合材料,以满足疏浚工程热防护需求。当TiC壳层厚度优化至1微米时,单层GTF实现745 W m⁻¹ K⁻¹的导热系数,并在严苛的温度冲击循环中展现出优异的结构稳定性和性能稳定性。
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上海交通大学《MRL》:具有定向多芯结构的石墨烯/铜复合材料中的强度与电导率协同作用
研究制备了仿生定向多芯复合材料(BOMC)。其通过自组装与切割重组形成的双网络系统包含:承重网络(DIGFs/Cu亚单元)与电子传输网络(DIGFs与铜套管)。该设计实现了前所未有的协同效应:DIGFs/Cu单元通过高密度位错与应力分散增强机械强度,而纯铜通路与导电DIGFs则保障了高导电性。这项工作有效缓解了性能权衡矛盾,为分级结构设计提供了新策略。