科研进展
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利用聚苯胺涂层激光诱导石墨烯进行室温氨气检测 | MDPI Sensors
本研究首次采用直接电化学沉积法,在柔性基底的 LIG 电极上负载 PANI,形成了一种兼具可扩展性和稳定性的复合材料,能够应用于柔性和可穿戴传感平台。
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ACS Applied Materials & Interfaces:集成多层石墨烯的超宽带硅基红外探测器
本工作设计并制备了基于 CVD 多层石墨烯与硅集成的范德华异质结光电探测器。CVD 一步生长直接获得厚度可控的石墨烯薄膜,避免了逐层组装带来的层间污染与转移缺陷;结合协同刻蚀有效抑制界面缺陷,实现了光吸收与载流子输运的协同优化。器件在从可见到长波红外的宽光谱范围内展现出优异光响应与微秒级响应速度。
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浙江大学《Matter》发现氧化石墨烯液晶新状态——受挫细畴中间态
浙江大学许震长聘副教授与清华大学徐志平教授合作,在GO液晶的两个极限状态中发现了一种新的中间态——受挫细畴液晶(fragmented liquid crystal, FLC)。通过调节GO片层间作用处于排斥与吸引平衡时,大尺度液晶畴受挫细化为接近单片尺寸的局部有序区域。也就是说,体系不再追求大范围一致取向,而是形成许多小尺度、彼此受限的局部有序畴。受挫细畴液晶既保留了尺寸细化至极致的局部取向有序结构,也保持了液晶的流动性,是一种新的液晶受挫过渡状态。
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ACS Applied Materials & Interfaces:零偏置石墨烯光电探测器从室温到深低温的高频响应
研究团队展示了一种石墨烯-超材料光电探测器,在从室温到 4 K 的全温区内实现了 超过 110 GHz 的零偏置平坦频率响应,并据此首次演示了超过 100 Gbit/s 的低温入口光链路。
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北京石油化工学院《RSC Appl. Interfaces》:Ti₃C₂Tₓ/石墨烯气凝胶,用于高效水伏发电
研究通过水热处理结合冷冻干燥工艺制备了具有三维多孔结构的Ti₃C₂Tₓ/石墨烯气凝胶(TGAs),系统研究了其水伏发电性能与内在机制。
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一种能够与大脑“对话”的新型柔性神经接口
新型设备通过结合两项基于石墨烯的技术来应对这一挑战。首先,它集成了单层石墨烯场效应晶体管(gFETs),能够以极高的灵敏度记录超低频脑电活动。此外,它还集成了由纳米多孔还原氧化石墨烯(rGO,一种石墨烯衍生物)制成的微电极,可通过电脉冲调节神经细胞的活动。
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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。