科研进展
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中国复合材料学会第78期高端青年沙龙–导热复合材料学术研讨会议成功召开!
此次会议的举办,为导热复合材料领域的青年学者提供了交流平台,连接学术-科技-产业、国内外最新发展动态,提升了导热复合材料的理论研究水平,推动我国导热复合材料学科的理论、技术创新与发展,扩大学会青年人才的学术视野,提高学术水平、成果转化与创新能力,促进学会青年人才之间的跨学科技术交流与合作。
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华东理工大学理学院研究团队在氧化石墨烯膜实现高价态离子高效截留 取得新进展
石墨烯(Graphene)是由碳原子形成的蜂窝状平面薄膜,是目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料。石墨烯因其独特的二维结构,拥有诸多突出的物理及化学性质,在能源、材料、电子、生物、医药等领域展现出巨大的应用价值,人们也希望利用石墨烯基二维材料构筑高性能分离膜,但是,石墨烯膜用于离子筛分和海水淡化仍面临巨大挑战,一般认为在离子的截留率较高的条件下,水通量较低。
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湖南大学《Adv Energy Mater》:3D多孔石墨烯/聚丙烯腈硫复合材料,用于高负荷锂硫电池
锂硫(Li–S)电池作为下一代高密度储能装置已引起了广泛的关注。然而,其实际应用受到工业级质量负载下的低容量和快速容量衰减的限制,这在很大程度上归因于电子/离子导电性差以及可溶性多硫化物物种的严重穿梭效应。为了解决这些问题,本文,湖南大学朱建副教授团队在《Adv Energy Mater》期刊发表论文,开发了一种用于高质量锂硫电池的三维多孔石墨烯/聚丙烯腈硫(3DHG/PS)复合阴极。
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清华大学《ACS Nano》:蜂窝启发的多孔石墨烯微结构,用于超高性能电磁干扰屏蔽和可穿戴应用
具有超低密度,出色的柔韧性和良好的机械性能的高性能电磁干扰(EMI)屏蔽材料是航空航天和可穿戴电子产品的高度期望。本文,清华大学微电子所任天令教授团队在《ACS Nano 》期刊发表论文,研究通过激光划片技术制备蜂窝状多孔石墨烯(HPG)可用于EMI屏蔽和可穿戴应用。
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中国科学院青岛生物能源与过程研究所科研团队在聚酰胺复合膜结构调控方面取得新进展
针对上述问题,江河清研究员带领的膜分离与催化研究组研究发现在多孔基底表面引入氧化石墨烯作为过渡层,可以调控界面聚合过程和聚酰胺活性层微结构,开发出结构均匀且致密的聚酰胺复合膜,该复合膜在正渗透过程中呈现出较高的渗透性能和分离选择性(Chem. Eng. J., 2021, 412, 128607)。
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北大刘忠范院士《自然·通讯》:异位成核,高质量多角度的扭曲双层石墨烯
近日,北京大学刘忠范院士、彭海琳教授团队,英国曼彻斯特大学Li Lin和中国科学技术大学黄生洪团队合作,采用异位成核策略,通过化学气相沉积法来制备出高质量的扭曲双层石墨烯,在双层石墨烯域中,扭曲角度为0 ~ 30°的扭曲双层石墨烯的比例提高到88%,明显高于之前的报道。这种有意设计成核位点的合成策略为石墨烯和其他精确控制层间扭曲的二维材料的可控生长带来更多的启发。
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通过石墨烯的造孔和掺杂改变过氧单磺酸盐的活化路径
在通过高级催化氧化技术降解水体中痕量有机污染物的过程中,非自由基路径是以氮掺杂石墨烯为催化剂,过氧单磺酸盐为氧化剂的体系中的主要反应路径,但由于氧化过程在催化剂表面进行,会破坏催化剂结构,降低催化剂的稳定性,在本工作中,我们通过氮,硫异原子掺杂,氢氧化钾造孔等过程将非自由基氧化过程转化为自由基过程,为提高高级催化氧化过程中碳基催化剂的稳定性提供了可能。
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宁波大学关于石墨烯原子精度裁剪的研究成果被AIE遴选为关键科学文章
文章提出基于氢化虚拟裂纹方式起到类似划玻璃时金刚石刀具划出的裁剪线作用,可以实现对石墨烯原子精度地裁剪,能精确地获得设计需要尺度的石墨烯纳米带。 文章指出通过合适的设计,基于杂化虚拟裂纹来实现原子尺度精确剪裁的方法不仅适用于石墨烯,对纳米管,和氮化硼和二硫化钼等其他二维材料的裁剪同样适用。
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中科大《 Energy Techno》:废打印纸制备多孔石墨烯,用于超级电容器电极
总之,证明了通过打印纸碳化的低成本和可扩展的石墨烯合成方法,其可以直接用作电极材料。合成后的石墨烯因其固有的多孔结构,高比表面积以及良好的导电性而具有良好的电化学性能。该工作表明,废纸作为碳源,每年可将数百万吨的碳以表面方式转化为高附加值的石墨烯材料,用于电化学应用,即超级电容器的电极材料。
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基于石墨烯面内同质p-n-p结的宽谱红外光探测器
石墨烯具有很多优异的特性,石墨烯在紫外到太赫兹波段均显示出光吸收,并表现出快速的光响应,并且石墨烯还具有高的载流子迁移率、良好的机械柔韧性及出色的导热性。因为这些优异的性质,基于石墨烯的光电探测器引起了人们的广泛关注。然而由于石墨烯无带隙的性质,石墨烯光电探测器的暗电流通常非常高,造成器件具有低的开关比和高的背景噪声。因此,如何将暗电流降低到较低水平并保持优异的光电检测能力是石墨烯光电检测器实际应用中需要解决的主要障碍。
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哈工大《Carbon》:强而坚韧的石墨烯/氧化石墨烯杂化膜
本文,哈尔滨工业大学复合材料与结构研究所李宜彬教授团队在《Carbon》期刊发表名为“Strong yet tough graphene/graphene oxide hybrid films”的论文,研究使用改进的Meyer方法制备了含有GO和石墨烯的薄膜。在自组装过程中会形成GO和石墨烯杂化膜(GGHF)的层状结构,GO的作用是将石墨烯纳米片桥接成宏观膜。
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天津大学《Carbon》:导热,自修复和弹性聚酰亚胺共聚物填充到垂直排列碳纳米管复合材料,用于智能热界面
天津大学材料科学与工程学院封伟教授团队在《Carbon》期刊发表论文,研究通过柔性和刚性链段交联的自修复和弹性聚酰亚胺共聚物(EMPI)被均匀地填充到垂直排列的碳纳米管(VACNT)的森林的间隙中。
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北大《ACS Nano》:高导热3D打印石墨烯填充的聚合物复合材料,用于可扩展热管理应用
本文,北京大学工学院白树林教授(通讯作者) 郭海长(第一作者)等研究人员研究报告了石墨烯填充热塑性聚氨酯(TPU)复合材料在三维印刷过程中不对称排列结构的形成。打印的垂直对齐结构显示出高达12 W m –1 K –1的贯穿平面热导率(TC)石墨烯含量为45 wt%,约水平打印结构的8倍,超过许多传统的颗粒增强聚合物复合材料。
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研究人员利用纳米炭黑让水泥具备导电性并由此带来新应用
麻省理工学院混凝土可持续性中心(CSHub)和法国国家科学研究中心(CRNS)的研究人员却试图为混凝土添加一个不同的特性:导电性。在过去几年时间里,这两个机构一直在研究如何让混凝土适合于一些新的应用如加热、电磁屏蔽和能量存储。
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中外科学家研制磁性生物传感技术用于病毒检测
该技术将自主设计的高性能磁性石墨烯量子点与病毒特异性抗体偶联构建生物传感探针,在磁场强度为0.0001特斯拉的ULF NMR系统中利用超导量子干涉器件实现针对病毒的高灵敏度检测。该方法全程无需开盖,具有较高的安全性。同时,病毒与探针结合的时间动力学过程可在ULF NMR系统中通过实时观测弛豫时间的变化来反映。经一系列优化后,该检测技术可在2分钟内获得检测结果,检测灵敏度为248病毒颗粒/毫升。