科研进展

5月，美国科学家使用石墨烯研制的调制器大幅提高了数据包的传输速度，实现超快数据通讯。11月，美国科学家利用石墨烯泡沫研制出一种邮票大小的新型传感器。它操作简单且具独特电性，灵敏度是现有最好设备的10倍，能够用于精确追踪空气中的化学物质。

据外媒报道，美国西北太平洋国家实验室（PNNL）的研究团队利用新途径，构建出了可用于锂空气电池的多孔分层石墨烯。这种基于气泡构建的石墨烯结构的形态与破损的蛋壳相似，可大大提高锂空气电池的储能容量，未来有望取代应用于电动汽车的传统光滑石墨烯片，解决普通石墨烯在使用中易被微粒阻塞的困扰。相关研究报告发布在近期出版的《纳米快报》杂志上。

据美国物理学家组织网11月15日(北京时间)报道，美国西北大学的工程师研制出一种针对锂离子电池的电极，允许电池保有比现有技术高10倍的电量，更可使带有新电极的电池充电率提升10倍。相关研究报告发表在近期出版的《先进能源材料》杂志上。

“概念屋”的外墙包裹着一层石墨烯相变储能材料，这种材料可以使屋内消耗降低到最低。

由美国得克萨斯大学、澳大利亚卧龙岗大学、加拿大不列颠哥伦比亚大学和韩国汉阳大学的研究人员组成的国际研究小组宣布，他们用碳纳米管制造出新型螺旋纱纤维，其扭曲能力比过去已知的材料高1000倍，可利用其制造出比头发丝还细小的微电机。该研究成果发表在近期出版的《科学》杂志上。

能源领域有3位获奖者，分别是伊利诺伊大学香槟分校电子和电脑工程系助理教授刘钢、太平洋西北国家实验室科学家钱卫军和加州大学伯克利分校物理和材料科学系助理教授王枫。王枫毕业于复旦大学物理系，哥伦比亚大学获博士学位，他的研究领域是纳米和石墨烯材料。

课题组在等离子体技术制备石墨烯纳米材料研究中，利用等离子体技术可以直接在石墨表面剥离制备石墨烯，不需要化学试剂，可简化制备过程，且该过程是环境友好的。目前，该种材料的制备成本较高，但随着技术的发展，将有望实现低成本、规模化制备，因此在未来的环境污染治理中有非常重要的应用前景。

该研究巧妙利用过渡金属原子的催化性能，在切割碳-碳键的同时弱化氢-氢键，在碳-氢键形成的同时释放催化剂原子，从理论上论证了在较低温度下切割单壁碳纳米管制备石墨烯纳米带的可行性。研究结果显示，在氢气环境下，有可能在低于500K的温度下实现单壁碳纳米管的纵向切割，从而获得窄的可控的石墨烯纳米带。一旦这种获得石墨烯纳米带的方法在实验上得以实现，将有可能带来微电子领域的突破性进展。(完)

碳是地球上最常见的一种元素，但其原子的不同组合和结构方式却造就了多种“身怀绝技”的同素异形体：从柔软的石墨到超硬的钻石，从具有完美结构的富勒烯到超级材料碳纳米管。几乎每一种对碳结构的修改都导致了新的技术革命，与碳结构相关的研究在15年内被授予了两次诺贝尔奖 (有关富勒烯的研究1996年被授予诺贝尔化学奖，有关石墨烯的研究2010年被授予诺贝尔物理学奖)。

刘明表示，这项研究具有两个突破点：第一是把物理和电子工程两个领域的研究结合起来，第二是实现了从事石墨烯研究的人没有去尝试的事。用石墨烯为材料做成一个高速、对热不敏感，宽带、廉价和小尺寸的调制器，从而解决了业界长期未能解决的问题。