科研进展
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马克斯·普朗克聚合物研究所Nature: 从纳米石墨烯自下而上合成分子纳米金刚石
在此研究中,作者展示了结构明确的氢封端分子纳米石墨烯可作为化学限域的前驱体,通过高压高温合成方法制备出超小(3–4纳米)、单分散且高度结晶的分子纳米金刚石(m-NDs)。这些分子纳米金刚石仅具有单一sp2表面重构,并且可以以毫克级规模产出。同一自下而上的平台还支持在合成过程中采用双组分策略来掺入硅基和锗基色心,无需离子注入、辐照或后处理即可产生SiV-和GeV-发光体。
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闪蒸焦耳热12秒将HDPE废塑料转化为涡轮层错石墨烯!KOH比电容132.8 F/g,16000圈近100%保留!
本研究以闪蒸焦耳加热(FJH)装置为核心平台,在仅 12 秒内将废弃 HDPE 塑料瓶升值为 I₂D/IG = 1.22、纯度 99.7% 的高质量涡轮层错石墨烯,并与 FC-CVD 制备的功能化碳纳米管气凝胶薄膜无缝集成为柔性超级电容器电极,在酸性/碱性/固态凝胶三类体系中均展现出优异的电化学储能性能,循环寿命超 16000 圈,既解决了 HDPE 废塑料的高值化处置难题,又为快速制备高性能碳基储能材料开辟了绿色路径。
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清华大学”闪电炼金术”:2秒热冲击将稀土富集蕨变身石墨烯催化剂
该研究面向清洁能源技术对稀土元素(REEs)的巨大需求与传统开采污染严重的矛盾,以植物为媒实现稀土的绿色回收——选取稀土超富集植物乌毛蕨(含铈0.76%)为原料,开发出植物自导电焦耳加热(PSC-FJH)新策略,仅用1.4秒低温(600°C)碳化加上0.4秒高温(2600°C)闪烧,便将”非导电植物”直接转变为高导电的CeO₂-石墨烯电催化剂。
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可控层状结构构筑高性能石墨烯厚膜,导热率达 1183 W/(m·K)
浙江大学高微微副教授团队提出牺牲离子模板定向组装(SITDA)新策略,以氯化钙中Ca²⁺为牺牲离子模板,通过配位作用引导氧化石墨烯片层逐层组装成规整层状结构,经EDTA螯合去除离子后结合气相还原与高温退火,实现多功能石墨烯厚膜(GTF‑S)的快速可控制备。
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昆明理工大学周江奇Carbon Energy:通过植入钛位点的非对称配位石墨烯单原子电催化剂实现宽温度范围锂-硫电池
本研究通过构筑非对称Ti1-O5配位结构的单原子催化剂,成功实现了对rGO电子结构的精准调控,显著增强了材料对多硫化锂的化学吸附与催化转化能力。Ti-rGO/S正极依托二维多孔骨架的物理限域与单原子位点的化学催化协同机制,在室温高倍率、高负载贫电解液及极端高低温(-25°C至70°C)条件下均展现出优异的电化学性能与结构稳定性。该工作不仅为单原子催化剂在能源存储领域的应用提供了新的设计思路,更为开发面向极端环境应用的温度自适应锂硫电池奠定了重要的材料基础与实验依据。
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先进电化学传感:用于下一代生物传感器的 MXene–rGO 杂化材料
这项创新的核心在于将功能化或原始的$Ti_3C_2T_x$ MXene与氧化石墨烯(GO)进行战略性结合。通过利用LbL技术,研究人员能够对电极结构及其表面性质实现极其精确的控制。这种结构精度是最大化高性能电化学传感效率和准确性的关键决定因素。
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研究热点 | 螺旋三层石墨烯中的超莫尔畴
在单个畴区内部,晶格已弛豫为高度有序的莫尔图案,对应扭转角约为1.45°;而在更大尺度上,数据呈现出尺度达数百纳米的周期性超莫尔调制——远超莫尔波长本身(约10 nm)。这一超莫尔图案在空间上呈现为三角形局域极大值(对应畴区中心)与蜂窝状极小值(对应AAA堆叠区)交织的精美镶嵌结构。这与HTG弛豫晶格的理论预言高度吻合,证实畴区内部带隙的开启,而畴壁上存在无能隙的拓扑边界模式。
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联手刘忠范院士!北京工业大学,最新Nature Sustainability:废弃塑料垃圾袋“变身”多功能传感平台
北京工业大学崔光博士、王慧慧副研究员和北京大学刘忠范院士共同开发了一种缠绕式化学气相沉积(CVD)方法,使用废弃塑料垃圾袋(PGBs)作为固体碳前驱体,在二氧化硅织物(SF)上实现了均匀的石墨烯生长,得到石墨烯@二氧化硅织物(G@SF)。
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石墨烯增强铜基复合材料研究现状
文章全面梳理粉末冶金、原位生长、电化学沉积、分子水平混合、累积叠轧、激光选区熔化六大主流制备工艺,详细分析各工艺原理、优缺点、适用场景及典型性能数据,清晰呈现不同工艺的技术特点与应用边界。
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兰大《Small》:通过复合石墨烯氧化物调制氟化石墨的C−F键,用于高能/功率锂电池
本文开发了一种环保、高效且可扩展的复合策略,通过氧化石墨烯对FG进行改性,并实现了公斤级制备。得益于其剥离层结构和调制后的 C─F 键,Li/x wt.%-rGO-EFG 硬币电池表现出了卓越的性能。
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南京航空航天大学王敏团队:高热稳定性石墨烯包覆细晶铜复合材料的研制
石墨烯包覆的细晶铜复合材料展现出比细晶纯铜更优异的热稳定性,这是因为铜颗粒表面石墨烯的包覆有效抑制了铜原子的扩散。此外,对石墨烯包覆细晶铜复合材料拉拔得到的复合导线进行了性能测试,结果表明:与细晶纯铜相比,其硬度提升了53.9%,抗拉强度增加了12%,延伸率提高了29.8%,而电阻率降低了6.8%。该研究为高热稳定性铜基复合材料的研制提供了新的思路。
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哈工大:石墨烯-氮化硼复合四氧化三铁填料(G-BN@Fe₃O₄)赋能PI基材,-57.29dB超强吸波,面内导热提升40.1倍,破解电子EMC与热管理难题
哈尔滨工业大学研究团队采用溶剂热法合成的石墨烯-氮化硼@四氧化三铁(G-BN@Fe₃O₄)粉末作为功能填料,将其引入聚酰亚胺(PI)基体中,并通过热压工艺成功制备了G-BN@Fe₃O₄/PI复合块体材料。
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人工智能进驻量子材料实验室,成功研制石墨烯晶体管
为评估其作为独立实验系统的运行能力,Qumus被赋予了分离面积大于200 μm²的石墨烯薄片的任务。持续超过4小时的实验过程中,该机器人系统分析了先前结果并迭代调整参数。经过五轮优化循环后,成功分离出一片面积为245 μm²的石墨烯薄片。此外,该系统还成功制备了一个完整的石墨烯场效应晶体管。
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通过 hBN/石墨烯 Fabry–Pérot 腔中的声子极化激元实现电驱动相干热辐射
该工作的重要意义在于,它把二维材料电加热、声子极化激元和光学腔增强结合起来,实现了可电驱动、窄线宽、可集成的中红外热发射平台,可用于分子传感、热辐射调控和片上中红外光电子器件。
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Advanced Composites and Hybrid Materials | 三维石墨烯-碳纤维网络和双相高熵合金,用于提升氧化铝陶瓷的机械响应性能
增强效果主要来自三种协同机制。一是石墨烯与碳纤维界面通过酰胺共价键形成三维连续强化网络,确保载荷在基体内高效传递。二是引入的双相高熵合金在受力时通过位错滑移和相界活动额外耗散能量,有效钝化裂纹尖端。三是从纳米级石墨烯到微米级碳纤维的多尺度增强体相互配合,使不同层级变形协调,克服单一尺度增韧的局限,实现了硬度与韧性的同步提升。