科研进展
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东南大学《JMCA》:三维多孔石墨烯气凝胶,用于高载量Na–Se电池快速电子/离子协同传输
研究提出了一种自支撑SePAN@三维多孔石墨烯气凝胶(3DHG)正极的设计策略,将SePAN与H₂O₂刻蚀制备的三维多孔石墨烯气凝胶骨架集成,构建了兼具高速电子传导和高效离子扩散通道的3D互连网络。
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西工大《Carbon》:一种创新的多维PyC-Cu NPs共修策略,用于石墨烯增强镁基复合材料,实现电磁干扰屏蔽和热传导
研创新性地提出了一种多维热碳-铜纳米颗粒(PyC-Cu NPs)共改性策略,用于构建具有多尺度三维结构的PG预制件增强AZ91D基体(PG/AZ91D)复合材料。
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韩国国民大学《Adv Sci》:采用无MPL碳纸和石墨烯涂层镍泡沫,用于高温PEM燃料电池
研究提出了一种质量传输工程化CCM架构,巧妙利用CCM工艺将催化剂沉积与多孔基底解耦的独特自由度,实现了两大关键突破:无MPL碳纸:消除纳米孔Knudsen扩散阻力,缩短O₂扩散路径;无脊石墨烯涂覆Ni泡沫(G-foam)流场:三维开孔结构增强对流O₂输送,疏水多层石墨烯表面抑制PA渗漏并降低界面接触电阻。
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学校何大平教授团队发表最新研究成果
目前,在三亚崖州湾科技城管理局的支持下,该成果已依托三亚汉烯石墨烯技术研究所有限公司成功打通了从实验室到生产线的转化链路,所制备的MXene导电油墨及相关器件已成功获取首批市场商业订单。产品可广泛应用于丝网印刷或喷墨打印高容量微型超级电容器、柔性印刷电路、可穿戴式应变/压力传感器、射频天线以及生物医学电极等,展现出广阔的商业化前景。
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人造神经元可与活脑细胞“对话”
为更接近生物模型,团队借助名为“气溶胶喷射印刷”的特殊技术,将特制的电子墨水精准沉积在柔性聚合物基底上,打印出能更好模拟大脑结构与行为的人造神经元。这些电子墨水由充当半导体的纳米级二硫化钼薄片和充当导体的石墨烯构成。
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石墨烯膜在氢能技术领域取得突破
莫纳什大学化学与生物工程系教授、John Monash爵士杰出教授、澳大利亚杰出研究员Huanting Wang解释道:“这种基于石墨烯的催化膜系统在展现出高氢通量的同时,能完全阻隔二氧化碳等其他气体,这证明了其在高效氢气净化以及更广泛的氢相关化学品生产方面的潜力。”这项研究凸显了先进材料研究如何架起基础科学与实际应用之间的桥梁,使我们更接近于实现更清洁、更高效的能源解决方案。
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浙江大学Environmental Research:闪蒸焦耳热毫秒级将炭黑转化为石墨烯,低碳水泥强度提升161%
本研究采用闪蒸焦耳热(FJH)技术,在毫秒级时间内将廉价炭黑转化为高质量闪蒸石墨烯(FG),并将其用于增强粉煤灰(PFA)基低碳水泥复合材料。该技术利用高电压电容放电产生毫秒级脉冲电流,在样品内部形成极端热瞬态(峰值温度>3000 °C,加热/冷却速率分别达3.37×10⁴ °C/s和4.45×10³ °C/s),驱动碳原子键的快速断裂与重排,同时挥发非碳元素,从而在毫秒内将廉价炭黑转化为高质量闪蒸石墨烯(FG)。
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北方工业大学&北京理工大学Adv. Mater.:二维材料赋能智能多谱电磁响应与器件
本文系统综述了石墨烯(graphene)、MXenes及其衍生体系在多光谱电磁响应中的研究图景、基础机制和器件创新,旨在突破传统电磁材料高吸收剂负载、单波段功能、环境适应性差和集成能力有限等长期瓶颈。
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西北工业大学王洪强/徐飞教授:通过激光合成亚稳态铋纳米晶与还原氧化石墨烯化学键合实现高效锂存储
西北工业大学王洪强/徐飞教授团队提出了一种“液相脉冲激光辐照+溶剂热反应”的联合策略,成功制备了尺寸仅为2 nm的超细Bi纳米晶,并通过Bi–O–C共价键将其均匀锚定在rGO纳米片上。该结构不仅有效抑制了纳米颗粒的团聚,还显著提升了界面离子/电子传输效率,并缓解了合金化过程中的体积膨胀。
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中山大学周建华团队CEJ:麦穗状仿生石墨烯微电极柱,实现肺部感染病原真菌超快速裂解与精准检测
研究团队设计并通过激光直写技术在聚酰亚胺薄膜上制备出了具有麦穗状突刺结构的石墨烯微电极,其突刺尖端平均长度20 μm,曲率半径10±2 μm。仿真结果显示,当突刺结构与电极边缘夹角为90°时,局部电场强度最大,可达20.4 kV/cm,较非突刺电极提升约4.5倍,且电场强度均高于不可逆电穿孔的阈值(3.3 kV/cm)。
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《Nature Materials》:纳米石墨烯基反铁磁自旋1/2海森堡链的自旋激发
反铁磁海森堡链表现出两种不同类型的激发谱:整数自旋链具有能隙,而半整数自旋链无能隙。然而,在有限长度的半整数自旋链中,量子化会引入能隙,因此需要精确控制足够长的链来研究其演化过程。
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广东工业大学《JMCC》:基于石墨烯/凯夫拉的柔性传感器智能手套,用于乒乓球动作识别与训练
研究以聚酰亚胺/针织凯夫拉(PI/Kevlar)复合织物为基底,通过激光直写技术在PI/Kevlar表面原位制备多孔激光诱导石墨烯(LIG),构建了高性能柔性压阻传感器。
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广西大学《Nanomaterials》:自驱动高灵敏石墨烯增强水凝胶柔性接触压力传感器,用于动态传感
研究以海藻酸钠(SA)-聚丙烯酰胺(PAM)双网络水凝胶为基体,以原始石墨烯纳米片为功能填料,通过表面活性剂辅助分散与原位聚合工艺,构建了石墨烯增强水凝胶(GH),再经PDMS封装制备了自驱动柔性接触压力传感器(SGHS)。
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北京理工大学王业亮教授、张钰副教授、张丽君教授 Phy.Rev.Lett.: 一维晶界诱导的石墨烯中可视化Kekulé螺旋序
研究采用了扫描隧道显微镜(STM)来直接观察与Kekulé螺旋序相关的键纹理。实验在新鲜解理的高度定向热解石墨表面进行,通过STM测量发现,一维晶界产生的局部Kekulé序可以被周期性势场显著抑制。更重要的是,一维边界附近的Kekulé键纹理显示出复杂的空间和能量依赖性,为Kekulé螺旋序提供了确凿的证据。通过映射原子尺度的电子波函数,研究揭示了靠近一维边界的键纹理表现出指示相位缠绕的复杂空间变化,并随着电子能量急剧演变。此外,研究还通过比较有无周期性势场的区域,量化了周期性势场对Kekulé序的抑制作用。
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美国宾夕法尼亚大学常翠祖教授 Nat.Mater.:石墨烯和6H-SiC基底之间受限三层镓薄膜,利用量子限域实现超导
本研究采用无等离子体限域外延技术,在碳缓冲层的辅助下,于石墨烯覆盖的6H-SiC(0001)基底上合成了三层镓薄膜。顶部的石墨烯层保护了三层镓免受氧化,使样品在空气中稳定。