科研进展
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用于可穿戴电子设备的普通织物上的保形石墨烯涂层
在GO浸涂之前,Triton快速润湿PMF,并在部分溶胀下通过其辛基嵌入聚丙烯(PP),形成功能层。在浸渍过程中,Triton的非离子性和聚乙二醇链段可以在有限的相互作用下实现均匀的GO渗透,而在涂覆过程和干燥过程中通过氢键形成强相互作用。还原为rGO后,氢键减弱,而Triton的苯基和rGO涂层之间的π-π堆积相互作用进一步稳定了结构,增强了所得电子织物的导电性和长期耐用性。通过在装配线上多次进行GO浸涂和还原(rGO-PMF-n)循环来生产保形rGO涂层PMF,从而演示了这一策略。深度分析表征和分子动力学模拟证实了设计的相互作用,可提高GO和rGO的渗透性和粘附性,确保导电性和长期稳定性。
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Trends in Analytical Chemistry:激光诱导石墨烯界面用于人工味觉与化学感知——从界面转导到高维解释
LIG 的多孔结构、缺陷边缘、非石墨化位点、含氧官能团和局部导电通路,使其天然具有空间异质性。过去,这种异质性常被视为材料重复性和器件一致性的来源之一;但在人工味觉中,如果能够被合理调控和验证,它也可以成为化学信息编码的来源。
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激光微纳制造:跨越材料边界的三维石墨烯制备技术与基础材料的演进
在加工过程中,激光能量会瞬间切断材料内部的非碳化学键,释放出的一氧化碳、二氧化碳等气体起到了天然的“发泡”作用,促使剩余碳原子重组为相互交联的 3D 多孔石墨烯网络。这项工艺无需化学试剂、掩膜版或粘结剂,而其最终生成的微观结构与电化学性能在很大程度上取决于所选择的富碳前驱体材料。
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工程热物理所利用石墨烯提升非硅基导热胶性能
针对传统非硅基导热胶导热性能不足、界面热阻较高等难题,工程热物理所新技术实验室创新性地利用石墨烯优异的面内热导能力及其对填料的界面吸附特性,通过溶液共混工艺实现了球形氮化铝颗粒在石墨烯表面的均匀包覆,并进一步引入石墨烯包覆氮化铝颗粒构建多尺度协同导热网络。该结构有效改善了填料之间的界面接触与热传输路径,大幅降低声子散射和界面热阻,从而显著提升材料整体导热能力。
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石墨烯“近视眼”治好了!氮掺杂让它变身近红外“千里眼”
团队采用CMOS兼容工艺,在4英寸晶圆上制备了p⁺-石墨烯/氮掺杂石墨烯/n-Si三层异质结结构。第一层重掺杂石墨烯形成p⁺区,第二层通过氮等离子体处理引入吡咯氮和吡啶氮活性位点,第三层是n型硅衬底。这个“三明治”结构巧妙地利用了氮掺杂打开的窄带隙,抑制了载流子复合,同时优化了肖特基势垒高度,增强了内建电场。
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功能化增强界面耦合,提高石墨烯-PDMS复合材料界面热导
中国石油大学(北京)缪婷婷副教授等研究团队采用聚多巴胺(PDA)和硅烷偶联剂3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTS)对石墨烯-聚合物界面进行非共价功能化修饰。利用光热拉曼光谱技术,原位测量了功能化前后负载在聚二甲基硅氧烷(PDMS)上的1-5层石墨烯的本征热导率和界面热导(ITC)。
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Nature Water: 埃米级有序石墨炔膜用于海水淡化!
借助单晶Cu(111)基底,成功制备了超薄、结构有序的GDY薄膜。GDY独特的性质,包括其固有的埃米级、高密度且均匀的通道,使其成为实现高效选择性水传输的优异候选材料。本研究表明,GDY膜不仅能促进水的快速传输,还能有效截留小的水合离子,在渗透驱动和压力驱动脱盐过程中均表现出卓越的性能。
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814 W/(m·K) 超高导热!通用型加湿熨烫法制备高性能二维纳米片组装膜
华东师范大学 毕恒昌研究员、吴幸教授团队受衣物熨烫原理启发,提出通用型加湿 – 熨烫改性策略,利用可控水化使二维纳米片层界面实现塑化,结合热力耦合场推动片层滑移、消除褶皱并固定结构,成功制备出高度取向、致密的二维纳米片组装薄膜。
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新疆医科大学/清华《ACS Nano》:多孔石墨烯泡沫传感器,用于定量肺功能监测与COPD预警
研究提出了一种多孔石墨烯基泡沫传感器(PGSF),通过解耦应变与温度信号,实现了无需复杂信号处理的变形与气流温度无串扰同步检测。
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苏州大学《ACS ANM》:吸收主导型非对称石墨烯/碳纳米管复合气凝胶,实现高效电磁屏蔽
本研究通过定向冷冻结合CVD原位生长策略,成功制备了石墨烯/壳聚糖/碳纳米管复合气凝胶,并创新性地构建了GC-GC/CNT双层复合结构,实现了吸收主导的高效电磁屏蔽。
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Nature Physics | 菱方石墨烯新发现!
该成果厘清了多层菱方石墨烯的多样超导行为,建立了半金属体系超导与拓扑量子态的关联机制,为设计低维可控超导体系、实现超导与拓扑态耦合调控,以及探索新型手性超导材料提供了全新思路与理论实验支撑。
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当石墨烯遇上森林——可持续电气化的新路径
来自皇家理工学院(KTH)的硕士生萨拉·贾巴尔(Sara Jabar)是获得SIO Grafen资助的研究人员之一,她此次展示了自己关于木质纤维素激光诱导石墨化(LIG)的研究成果。“这是一个非常有趣的项目。激光是一种很有趣的工具,我也得出了几个重要的结论,”萨拉·贾巴尔说道。另一项展示的研究聚焦于生命周期分析。来自林奈大学的阿布拉罕·海勒·卡萨伊(Abrham Haile Kahsay)对木质素进行了LIG方法的测试。
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J. Nucl. Mater.:从原子层面破解难题!铜/石墨烯复合材料抗辐照性能优化
上海交通大学范同祥、刘悦、龚鸣宇研究团队,另辟蹊径,引入具有弱范德华(vdW)键合特性的石墨烯。这种弱结合特性使得界面结构具有极高的可调性,理论上允许独立调控界面位错的密度和核心宽度,从而为开发具有超强辐射耐受能力的新型复合材料提供了可能。
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GPUMD & NEP 应用进展:石墨烯声子晶体中波动声子局域化
该工作采用通用碳 NEP 势描述原子相互作用,并在 GPUMD 中结合非平衡分子动力学(NEMD)、均匀非平衡分子动力学(HNEMD)和谱热流方法,比较周期石墨烯声子晶体(p-GPnC)与非周期石墨烯声子晶体(ap-GPnC)。两类结构具有相同孔隙率和平均孔距,差别只在孔的位置是否保持长程周期性,因此可以直接考察结构无序对相干热声子的影响。
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Nano Res.[碳]│徐小志课题组:二维材料与金属界面接触工程综述
该综述为二维材料接触界面的基础研究和工程化应用提供了全面的理论指导和实践参考,有望推动二维材料在超低功耗晶体管、高性能光电探测、神经形态计算、量子传感等前沿领域的产业化应用,为后摩尔时代的电子信息产业发展提供新的技术支撑。