科研进展
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石墨烯能杀死有害的“超级细菌”,却不伤害人体细胞
该技术已应用于消费品领域。由教师主导的初创公司“Materials Creation Co., Ltd.”基于专利研发的石墨烯抗菌牙刷,销量已突破1000万支,取得了显著的商业成功。此外,采用该技术的纺织材料GrapheneTex已被用于2024年巴黎奥运会跆拳道表演队的制服。预计在2026年亚运会等即将举行的重大赛事中,该材料也将应用于功能性运动服装。
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2026, npj 2D Materials and Applications——二维材料转移迎来‘最温和框架辅助方案’:纯水就够了
本文提出了一种在蓝宝石衬底上大规模转移二维材料MoS₂和h-BN的方法。该转移过程采用去离子水,并遵循Zhang等人提出的理论框架,同时结合支撑框架,可增强剥离力,并便于二维材料薄膜的操作。由于不使用酸或碱,避免了酸或碱对二维材料的影响以及操作过程中可能造成的危险,而支撑框架则可在转移过程中稳定脆弱的二维材料薄膜。
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石墨烯包覆镍泡沫通过界面氧化还原调控增强电催化氧析出
在这项开创性研究中,浙江大学和大连理工大学的研究人员证明,在镍泡沫(NF)表面部署电化学剥离的石墨烯层,可引导界面氧化还原化学反应优先形成γ-NiOOH相。与β-NiOOH相比,该相以其优异的固有催化性能而著称,这主要归因于其中存在高度氧化的Ni⁴⁺位点,这些位点在OER过程中充当高活性中心。
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垂直取向 BN‑rGO 气凝胶突破:低填充量实现 8 倍以上热界面材料性能跃升
该团队以单宁酸(TA)改性六方氮化硼(TA-BN)与氧化石墨烯(GO)为核心原料,通过单宁酸辅助球磨、单向冷冻铸造及高温热还原三步法,构建出具有“垂直排列氮化硼骨架-微量石墨烯桥接”的层级结构气凝胶,再经真空浸渍硅橡胶(PDMS)制备出高性能复合热界面材料。
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一种用于现场检测水中重金属的新型激光制备方法
这些传感器基于还原氧化石墨烯(rGO)与氧化铋的复合材料。其组分通过二氧化碳激光器在单一步骤中制备而成。该制备过程将氧化石墨烯转化为导电性更强的还原氧化石墨烯(rGO)。与此同时,激光器还重构了铋前驱体,生成氧化铋纳米片,这些纳米片得以高效地整合到材料中。这种结构促进了高效的电子传输,并提供了丰富的活性位点,有助于重金属离子在rGO–氧化铋电极表面上的吸附和预浓缩。
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Matter发表浙江大学高超教授团队成果——类机械组装新范式,实现材料与活体的灵活可控组装
受水的性质启发,该工作提出了一种全新的“类机械组装”范式,在氧化石墨烯的介导下,实现了不同物质乃至活体之间的灵活可控组装。利用氧化石墨烯(GO)二维大分子,制备出含水量高达96%的软质块体。块体在脱水-再水合过程中,GO二维大分子在界面处通过自适应构象变化和面-面相互作用,形成“二维分子共形界面”,实现界面强而可逆的组装。并且,该组装方式与不同的单元特征(形状、尺寸、数量、组分等)兼容,解组装后的单元能重新组装成其他结构。
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电子科技大学Nat Commun:阐明了在氮氧共掺杂石墨烯上铜纳米片的层状依赖型氧还原反应性能!
研究通过基底诱导生长策略,在氮/氧共掺杂石墨烯上选择性合成具有特定(200)或(111)晶面取向的铜纳米片。Cu(200)@N/O-C因优化ORR中间体吸附能、降低决速步能垒,展现出优于Cu(111)@N/O-C和商用Pt/C的ORR活性。其组装的锌-空气电池功率密度达222.5 mW·cm⁻²,稳定运行超1000小时。该工作证实面向工程调控地壳丰度铜材料是下一代储能器件的可行路径。
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人工神经元成功与活脑细胞“对话”
为更好地模拟真实的神经活动,Hersam团队使用更接近大脑结构的柔软可印刷材料制造人工神经元。他们的方法依赖于由二硫化钼纳米薄片和石墨烯制成的电子墨水——二硫化钼用作半导体,石墨烯用作电导体。这些材料通过气溶胶喷射印刷技术沉积在柔性聚合物表面。
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南京工业大学《ACS Omega》:微流控组装”蛋卷状”FeF₃/石墨烯复合织物,用于高倍率长循环锂离子电池
研究创新性地引入了微流控组装技术,将FeF₃纳米颗粒与rGO纳米片在微流控通道中进行精准组装,随后通过织物基底(如碳布/棉布)负载,构建了具有独特”蛋卷状”(Egg-roll-Like)限域结构的三维FeF₃/rGO复合织物正极。
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经典文献回顾Adv. Sci.:石墨烯上准二维生长AlN薄膜,用于深紫外LED
中科院半导体所魏同波研究员和北京大学高鹏教授(共同通讯作者)等合作在石墨烯(Gr)上实现了具有低应变和低位错密度的高质量AlN薄膜的准2D生长,并展示了高性能272 nm DUV-LED。
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极端制造 | 扭转二维材料莫尔结构的制备策略与前沿进展
扭转莫尔超晶格已成为探索二维新奇物性的核心平台,但仍面临三类关键挑战:其一,研究长期集中于六方高对称体系,低对称与跨晶系堆叠稀缺,而对称性破缺恰是调控拓扑态、光电响应与偏振的重要抓手;其二,直接生长虽具洁净界面优势,却受材料对称性与热力学平衡限制,难以获得目标扭角,且扭转异质结与大面积生长仍待突破;其三,人工堆叠兼容性强但易污染与损伤,真空干转移与可原位调扭技术有望实现超洁净界面与实时调控。未来结合 AI/大数据进行结构—扭角—性能预测,将加速发现新的“魔角”与功能器件窗口。
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长沙理工大学《 J Alloys Compd》:新型的石墨烯@CoF₂复合材料,用于铝电池
本研究采用氟化铵作为氟源,通过一种简单且安全的制备过程,合成了新型的RGO@CoF2复合材料。该复合材料将CoF₂纳米球锚定在超薄雪纺状RGO纳米片上,其中CoF₂以纳米片形式存在并自组装成纳米球。这种独特结构通过三维RGO网络提供了更多的反应位点和更优的电子/离子传输通道,同时有效缓冲了循环过程中的体积变化,并抑制了颗粒团聚和粉化。
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东北林大吴小亮教授&广工张文礼教授《JTICE》:甲壳素/氧化石墨烯静电自组装衍生B/N共掺杂碳材料及其在锌离子混合电容器中的应用
本研究通过静电自组装结合高温碳化策略,成功制备了B/N共掺杂二维纳米片多孔碳 (BNPC)。BNPC-900具有高达750.5 m² g-1的比表面积、丰富的微介孔结构、良好的导电性和亲水性,以及高含量的边缘氮和硼官能团。该材料在三电极体系中表现出367.3 F g-1的高比电容和优异的循环稳定性。
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湖南大学刘渊教授、王亦镠副教授 ACS Nano:基于石墨烯电极接触电阻大范围可调性的单晶CsPbBr₃光电导探测器光探测性能增强
本研究提出了一种创新策略,即利用透明多层石墨烯电极(MGE)替代传统金属电极,以改善CsPbBr3光电导型探测器的性能。通过化学气相沉积(CVD)方法在云母基板上外延生长高质量的CsPbBr3单晶薄膜。采用机械剥离法从石墨上剥离出多层石墨烯,并通过干转移法将其转移到CsPbBr3单晶上,形成透明且柔性的电极。构建横向光电导型探测器,其中CsPbBr3单晶作为光敏材料,多层石墨烯电极和金电极分别作为接触电极,形成MGE-CsPbBr3-AE(金电极)结构。
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2026, Applied Physics Letters——从手工转移到自动化组装:二维材料PDMS模板的工程化突破
在该方法中,通常使用一种柔性的聚二甲基硅氧烷(PDMS)印章,其表面覆盖有有机粘附层(如聚碳酸酯 PC 或聚丙烯碳酸酯 PPC),在光学显微镜下实现对二维材料薄片的拾取与释放(如图1所示)。PDMS 的弹性使得粘附层能够与基底逐渐形成共形接触,从而在转移过程中减少对脆弱二维材料的机械应力。