科研进展
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生产高性能碳纳米管纤维的理想条件
研究发现,优化对准显著减少了纤维微观结构中的束内和束间空隙。在凝固过程中,大纵横比,更高的浓度和较小的D值使得能够制造具有圆形横截面的纤维,从而进一步最大限度地减少纤维中的内部空隙。
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单层石墨烯的可逆图案化,采用简单的化学方法
本研究提出了一种单层石墨烯化学可逆图案化的简单方法。石墨烯可以通过使用短波长视觉CW激光烧蚀有效快速地氧化。这是通过将传导电子从石墨烯传递到溶解在水中的氧化剂来实现的。还证明,通过加热同时影响相同点火激光器的强度,该光氧化区域可以选择性地恢复为纯石墨烯。
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Science Advances:碳纳米管石墨化,高性能碳纤维!
有鉴于此,为了在宏观尺度实现理论上的超高机械强度,西班牙马德里高等材料研究院(IMEDA)Juan J. Vilatela、韩国水原大学Seongwoo Ryu、韩国科学技术研究院(KIST)Bon-Cheol Ku等报道发展了一种碳纳米管通过聚结形成多维度纳米结构的方法,将均匀排列的单壁/双壁碳纳米管束通过石墨化导致纳米管发生坍塌、形成多层内壁结构。
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北大刘忠范院士团队《AFM》:综述-在各种功能绝缘基板上直接PECVD生长石墨烯薄膜的最新进展和应用
总之,这篇综述文章总结了在各种功能绝缘基板上直接 PECVD 合成 VG 薄膜的最新进展,并讨论了它们在各种有趣领域中的新应用。介绍了增强VG薄膜材料性能的独特技术,例如在刻意的设计产生蚀刻剂的碳前驱体和提高电导率的氮掺杂策略,引入Ti粘附层以增强界面粘附力,以及法拉第笼的开发,用于将石墨烯的生长从面外切换到面内,以实现卓越的透明/导电性能和宏观生长均匀性。这些努力对于促进衍生石墨烯杂化物的高性能实际应用至关重要。
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厦门大学和兰卡斯特大学 Chem. Sci.|基于纳米石墨烯分子的原子级厚度单分子器件
基于上述背景,厦门大学洪文晶教授、谭元植教授和兰卡斯特大学 Colin Lambert 教授课题组提出利用层间裂结技术,基于石墨烯电极构筑了单/双层石墨烯分子的单分子器件并对其电子输运性质进行了表征,发现了此类纳米石墨烯分子构成的单分子器件具有独特的层间电子输运特性。
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中国科学院长春应用化学、中国科学技术大学–聚氨酯/聚多巴胺/石墨烯拉胀泡沫复合材料具有高效、可调的电磁干扰屏蔽性能
首次研究了不同重入结构形式和拉胀泡沫材料的EMI屏蔽性能之间的关系,并用负泊松比绝对值定量描述了所制备的拉胀泡沫材料重入结构的差异。负泊松比绝对值越大,泡沫复合材料的EMI屏蔽性能越好。高吸收电磁干扰(EMI)屏蔽效率(SE)和重入结构的存在是拉胀泡沫复合材料高EMI屏蔽性能的关键因素。此外,研究还发现,通过简单的加热处理,拉胀泡沫的EMI SE可以被调节,这表明拉胀泡沫复合材料在未来可能作为一种调温的EMI屏蔽材料。
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金刚石直接催化形成的石墨烯有更高的强度
在本研究中,联合团队展示了一种直接催化金刚石石墨化的方法。使用这种方法,具有共价键结合界面的同质石墨烯-金刚石异质结构,可以在金刚石所有表面上不加区分地生长。新合成的石墨烯片从金刚石晶格上无缝地延伸开来。进一步研究显示,这种独特的共价键原子结构,使新产生的石墨烯片产生了前所未有的界面结合强度,大大超过了传统石墨烯的固有强度。
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济大刘宏/徐彩霞、物理所谷林、NUS Wang《Adv. Mater.》: 模板辅助-转印法构筑氯掺杂石墨烯基的可集成化柔性器件
该课题组采用了一种简便高效的电化学剥离法成功制备了氯掺杂的少层石墨烯,并利用模板辅助-转印的方法制备了可集成化的柔性叉指电极,最终构筑了高性能柔性微型储能器件。
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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。