科研进展
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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。
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国家级人才齐聚 共探新能源领域前沿突破
上海交通大学熊定邦教授阐述了石墨烯/铜界面调控对导电性能的优化机制,介绍了该材料在电气化交通、电子器件等领域的应用前景。
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南京工业大学吕刚/黄晓&台州学院李公强,最新Angew:氧化石墨烯纳米片包裹硫化锡纳米催化剂以促进CO₂电还原制甲酸
该研究通过用氧化石墨烯(GO)纳米片包裹非晶态/超细硫化锡(SnSₓ,x ≈ 2)纳米催化剂,制备了SnSₓ/GO复合材料,对这一假设进行了验证。GO包裹有助于防止SnSₓ发生电化学还原以及大尺寸Sn纳米颗粒的晶体生长。更重要的是,在CO₂ER过程中,SnSₓ/GO内部的S原子可以被(至少是部分地)限制。
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欧米伽书评|Nat. Commun.|边缘活化纳孔石墨烯用于热稳定的氢气膜分离
在工作中利用纳米孔石墨烯膜相对简单的二维纳米孔结构,开展了高温工业氢气分离的研究。系统地进行了200°C以上的单组分和混合气体渗透实验与建模,实验揭示了石墨烯纳米孔中的显著温度依赖性气体扩散,扩散过程由边缘激活,且随着温度升高,选择性得到改善。通过设计纳米孔材料和表面官能团的动态特性,增强了孔隙膜的性能,对开发使用分子筛机制的耐高温策略方面具有一定的意义。
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郑州大学张伟&安徽工程大学李诗:石墨烯基二维纳米材料—从扩展策略、界面机制到生物医药应用
郑州大学张伟教授&安徽工程大学李诗等人系统介绍了几种典型的多孔纳米材料制备策略,如机械剥离、化学气相沉积、氧化还原、液相剥离、电化学剥离及碳化硅外延生长法等,同时概述了对人体的潜在风险和界面作用机制。该工作对当前领域所面临的挑战给出了看法,并对未来的研究方向提出了展望,最终目标是实现精准合成并大规模制备低成本石墨烯基二维材料,以满足生物医药领域中个性化、规模化及功能化应用的需求。
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物理学院高力波、袁国文团队与合作者发现石墨烯的“波纹”竟能室温下抓住“高冷”的惰性气体
南京大学高力波、袁国文团队与合作者揭示了一种由层状材料自身“波纹”主导的全新吸附机制——“波纹辅助吸附”,在室温常压下实现了惰性气体在石墨烯表面的稳定吸附,突破了传统物理吸附与化学吸附的二元认知,为气体储存、分离与催化等领域开启了新的可能性。
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Nature | 科学家揭示魔角扭转三层石墨烯双能隙关联机制与超导演化规律!
这项针对魔角扭转三层石墨烯的研究,为强关联莫尔超导体系的机理研究带来了关键科学启迪,打破了以往对超导区间单一能隙的片面认知,明确区分了赝能隙与本征超导能隙的独立属性与演化逻辑,证实了多重关联相共存且存在层级分化的核心规律,厘清了动力学关联、能谷相干性与超导电性的耦合机制,为破解扭转多层石墨烯超导相与前驱关联母态的内在关联难题提供了直接实验依据。
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北京交大邓涛&清华大学田禾等:受蜘蛛纤毛启发的单片集成式石墨烯全向振动传感芯片
受蜘蛛纤毛启发,北京交通大学邓涛,清华大学田禾等人基于应力诱导自组装技术制备出具有优异性能与耐高温特性的三维(3D)纤毛状单层石墨烯全向振动传感器(CGVT)。进一步通过一维卷积神经网络(1DCNN)全向解耦算法对三维振动矢量解码,实现振动方向的精准识别。三维仿生振动感知系统通过金线键合工艺将蜘蛛网结构引入仿生纤毛结构MEMS芯片,复现了蜘蛛通过振动实现目标识别与分类的生物物理机制。尤为关键的是,这些器件采用硅基半导体工艺与MEMS制备技术制造,使单体尺寸较传统器件显著缩小。
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顶部和底部以氮化硼纳米片(BNNS)、中间以石墨烯(rGO)为导热填料,制备具有定向结构的硅胶导热界面材料(PDMS TIM)
团队利用直接墨水书写三维打印技术,制备了基于聚二甲基硅氧烷(PDMS)的柱状结构TIM。顶部和底部“走廊”由氮化硼纳米片(BNNS)/PDMS复合材料构成,其中BNNS填料沿面内方向排列以增强横向导热。中心“柱”层由还原氧化石墨烯(rGO)/PDMS复合材料构成,其中rGO填料沿面外方向排列以促进垂直热传递。
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香港城市大学/武汉大学ACS Nano:可拉伸透明光热激光诱导石墨烯贴片,用于无创皮肤肿瘤治疗
开发了一种基于激光诱导石墨烯(LIG)的可拉伸透明光热贴片(LIG-Cu/PDMS),用于无创治疗皮肤肿瘤。并证明了该贴片通过两步激光工艺在LIG上负载CuO纳米颗粒,并利用低温转移技术将其嵌入PDMS柔性基质中,使其兼具优异的拉伸性和透明度,在模拟太阳光照射下可快速升温至50°C,同时维持肿瘤局部皮肤温度在42°C的安全阈值内。
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【山西故事】中北大学特种电池研发团队 零下50摄氏度的攻关
“我们独创了三维多级孔道石墨烯基复合电极材料,通过独特工艺,在坚韧的石墨烯上‘凿’出纳米级孔道,随后利用带有孔洞的石墨烯构建起三维导电网络。”梁君飞形象地解释,“这相当于给锂离子修了多条‘高速公路’和‘立交桥’,让它们在低温下也能跑得快、跑得顺。”这项技术还将纳米电极材料的负载量提升到原来的5倍以上,破解了困扰行业多年的技术瓶颈。
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《Nature Communications》中南大学|飞秒激光制备高熵合金/石墨烯复合材料用于高性能焦耳加热
本研究提出并验证了一种基于飞秒激光超快热循环的材料原位合成新途径,在空气环境中一步实现了HEAs/LIG多尺度复合材料的制备。研究成功将超小尺寸的高熵合金纳米颗粒稳固锚定在石墨烯导电网络中,赋予了材料极佳的电导率与近乎完美的宽带红外发射率(~0.98)。测试表明,该新型复合材料在电热转换中展现出高达~285.4 °C cm² W⁻¹的能量效率,在航空除冰及冬季民用供暖等宏观应用中都具有极其优异的节能表现。