科研进展

近日，中国科学院大连化学物理研究所二维材料与能源器件研究组吴忠帅研究团队在柔性化、微型化石墨烯基超级电容器的研究方面取得新进展，成功获得了二维噻吩纳米片与石墨烯叠层结构复合薄膜，并应用于高性能、柔性化、微型化超级电容器。相关的研究成果发表在Advanced Materials杂志上。

由金、银以及其它贵金属制成的导电油墨由于价格昂贵，应用范围受到一定限制。相比之下，碳系导电油墨具有成本低和性能稳定等优点，且不需要太多印后处理步骤。而物联网的出现将改变人们的生活方式，急需低成本、高效地生产使用稳定、导电和无毒组分的电子器件。

自2004年石墨烯问世以来，其在各个领域发挥着重要作用。近期，芝加哥伊利诺斯大学（UIC）的研究人员发现石墨烯可以进行癌细胞的早期诊断。将石墨烯与大脑细胞相连接，这个神奇的二维碳材料就可以把活跃的癌细胞和正常细胞区分出来。

为了提高性能，不断变窄的铜线必须承载更多的电流。电线中单位面积的电流量称为电流密度，它的不断增加来源于两方面：一方面，导线的尺寸必须随着整个工艺的缩小而变窄；另外，更高的电流是实现更快开关速度、提高性能的关键。

赵军汉博士说，这种方法可利用植物油等低成本原料，如将大豆油放在管式炉中加热约30分钟，大豆油会在镍制成的金属箔上分解成碳结构单元，然后迅速冷却并在金属箔表面形成石墨烯薄膜。

罗宾逊说， “长期以来，科学家相信在特定条件下，石墨烯可以完成超导转变，但一直无法实验证明。我们的实验设想是，如果将石墨烯耦合到超导体的话，是否可以激活石墨烯潜在的超导性能呢？然而，紧接着问题将变成，如何知道观测到的超导性来自石墨烯本身，而不是耦合的底层超导体？”

王迪博士介绍说：“在这项工作中，我们解决了一个十分重要的问题，即通过设计一个智能的自相似的等离子体分形超颖表面，使得原本并不灵敏的石墨烯光电探测器能够用于检测很宽范围内的光谱，而且这种探测能力还与光线的偏振角度无关。据我们所知，这两个属性在之前的等离子体增强石墨烯光电探测器中从未有过报道。”

关于石墨烯的缺陷比如碳单原子空位和双原子空位的实验和计算都研究的非常多，第一篇实验电镜观测到石墨烯中碳空位的文章有着上千次的引用，但是关于黑磷，作为一个天然存在的另一个单质类二维材料，从2014年重新热起来以来，实验还没有观测到过单原子和双原子空位，它们长什么样到现在还不知道。尽管实验和计算的黑磷文章越来越多，但是对于黑磷里面的缺陷的了解，还远不及石墨烯的缺陷那么深入。

在制备过程中调变初始原料浓度、加入表面活性剂、改变碳化温度和加入功能小分子等方法可以控制碳材料的形貌和尺寸。表面富集羰基和羟基的碳材料可高效地催化硝基苯液相还原反应，其性能优于多种常用的碳材料如碳纳米管、纳米金刚石和石墨等。

中国科学技术大学化学与材料科学学院材料科学与工程系朱彦武教授课题组利用富勒烯作为前驱体开发设计了一种掺氮多孔碳，得到了高吡咯氮含量掺杂。该材料作为锂离子电池的负极材料时，其可逆容量在100 mA/g的电流下达到了1900 mAh/g，在2A/g的电流下循环800圈后依然保持了600mAh/g的可逆容量。同时，这一材料作为超级电容器的电极材料也展示了较好的储能性能。

10月份，Montana Tech宣布：他的两名员工Dario Prieto和Jack Skinner，连同大学中心高级矿产和冶金处理的试验总监Ronda Coguill，将会与Butte建立的sp2nano联合测试一种用于防弹背心的聚合物。

该研究组在提出“共聚物-共形貌”纳米结构材料形貌可控合成理念（Nanoscale 2016, 8, 2333-2342）的基础上，利用拓扑转变方法，又成功实现了一系列特定形貌MnyFe1-y[Co(CN)6]0.67•nH2O普鲁士蓝类似物MOFs材料向石墨烯包裹过渡金属氮化物（FexMn6-xCo4-N@C）的转变，并对TMNs@C催化活化PMS进行类芬顿反应降解双酚A的性能开展了深入研究。