科研进展
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内蒙古大学朝鲁门团队: 性能新颖的交替扭曲纳米石墨烯
该研究合成了一种以二喹喔啉并芘为核心的扭曲纳米石墨烯分子,研究发现该分子具有交替扭曲构型,在缺电子型二喹喔啉并芘与共轭拓展的协同作用下具有三电子接受能力。该分子展现出红色荧光特性,主要是因为二喹喔啉并芘核心扭曲使其 HOMO 轨道能量升高,从而降低光学能隙;另外其 S0 与 S1 结构相差较大,导致了较大的 Stokes 位移;同时该分子对 Ag⁺ 的荧光探针功能,在光电材料和化学传感领域具有潜在的应用价值。
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北京大学邹如强教授团队:气凝胶限域 + 垂直 rGO 通道!相变复合材料 300 次循环储热 retention 98%,无泄漏
该材料以石蜡(PW)为相变核心,生物启发型气凝胶为限域骨架:GOX 气凝胶为各向同性多孔网络,v-rGOX 气凝胶为垂直取向还原氧化石墨烯通道,经黄原胶(XG) fibril 强化后,兼具结构稳定性与定向导热能力。这种双体系设计使材料具备卓越综合性能:热整流方面,GOX@PW/v-rGOX@PW 双层器件在 13℃温差下热整流比达 2.4-2.6,实现 “单向导热” 二极管效应;导热性能方面,v-rGOX@PW 的面内热导率达 1.65 W/(m・K),是纯 PW 的 8 倍;储热性能方面,相变焓值 166-171 kJ/kg,300 次循环后储热 retention 率 96-98%,无泄漏现象;实际应用中,作为 CPU/GPU 热界面材料,可使峰值温度降低 13℃,冷却效果显著优于商用材料。
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中国科学院深圳先进技术研究院丁宝福团队AFM:基于氟化石墨烯液晶的深紫外电光调制器
本研究采用温和的液相剥离技术,成功制备了一系列的二维氟化石墨烯材料。该方法在保持材料的高几何各向异性比(>103)的同时,有效抑制了剥离过程中的脱氟与氧化(图1)。氟化石墨烯氟碳比最高为1.12,其光学带隙高达5.5 eV,有效确保其在220-400 nm深紫外波段透光率高于50%。
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博士生领衔破解百年难题!郑泉水院士团队揭示石墨高阻根源,成果登Advanced Science
传统高定向热解石墨(HOPG)中普遍存在这种无序堆垛结构,正是其垂直电导率远低于理论极限的”罪魁祸首”。而通过外延生长制备的单晶石墨(ESCG)因具备高度有序的AB堆垛,展现出石墨材料真正的本征电输运能力——其c轴电导率比HOPG高出近两个数量级。更令人振奋的是,研究团队创新性地提出了”旋转锁定(rotation locking)”策略——巧妙利用范德华界面的超滑特性,通过微机械拨动将高阻的非公度堆垛界面原位转变为低阻的AB堆垛结构,实现了界面电导的动态调控。
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Light | 基于混合氧化硒化钨/石墨烯电极的近无损二维半导体相位调制器
本研究通过TOS掺杂石墨烯的创新策略,成功解决了传统相位调制器“调制效率-光学损耗”的核心权衡问题,实现了近无损、高效率的二维半导体相位调制器。核心成果包括:①开发了一种可使石墨烯在电信波段近透明的掺杂技术,吸收率降至<0.05%;②构建了“WS2/hBN/TOS/Gr/SiN”异质结构调制器,Vπ·L=0.202 V·cm,消光比变化0.08 dB;③验证了二维材料与硅光子平台的高效集成方案,兼容CMOS工艺。该成果不仅在性能上超越了现有所有二维材料调制器,更重要的是为二维材料在光子学领域的实用化提供了可行路径。
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大连交通大学张晋教授团队EM发表文章:毛细管狭缝诱导石墨烯层压薄膜增强面容性储能
本研究成功实现了“废物 → 合成 → 高本研究通过提出毛细管缝隙诱导自组装策略,成功构筑了高度有序的石墨烯层状膜结构,有效缓解了传统石墨烯电极中层间无序堆叠和离子传输受限等问题。得益于优化的层状取向与连续导电网络,该电极在超级电容器中表现出优异的面积比电容、倍率性能及长期循环稳定性,凸显了结构调控在提升二维碳材料储能性能中的重要作用。
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同济大学《CRPS》:基于碳纳米管/石墨烯/TPU的电子皮肤,用于仿生设备和智能可穿戴设备
研究报道了基于高伸展性微孔碳纳米管/石墨烯/热塑性聚氨酯复合薄膜的伸展/温度敏感型(S/T-S)和压力敏感型(P-S)电子皮肤。在 ε 变形率为 0%–340% 和 340%–480% 的范围内,S/T-S 电子皮肤的应变系数(GF)分别为 12.19 和 635.03。此外,预拉伸处理显著提升了其在拉伸-释放循环中的重复性。压力-拉伸型电子皮肤在5–20,005 Pa压力范围内具有1.79 kPa⁻¹的应变系数。凭借卓越性能,该电子皮肤被集成至仿生蛙舌结构,实现环境温度、伸缩及触觉信号检测。同时提出基于机器学习的足部姿势分析系统,其识别准确率高达96.2%。
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韩国釜山国立大学《Small Struct》:封面!基于液晶聚合物基板上石墨烯与双金属氧化物界面,实现垂直集成的微型超级电容器
研究提出一种集成了垂直堆叠储能阵列与光伏能量采集器的自供电微型超级电容器(MSC)系统。该超薄MSC通过柔性液晶聚合物薄膜制备,采用顺序激光刻蚀与贯穿孔钻孔技术,结合原位双金属氧化物合成工艺,在紧凑可扩展架构中实现了卓越的面积能量密度与体积能量密度。
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用于锂离子电池的三维共价键合碳纳米管@还原氧化石墨烯的高效导电纳米材料
本研究通过三聚氰胺辅助实现铜纳米颗粒在还原氧化石墨烯上的单原子分散,进而通过化学气相沉积法成功制备了三维CNT@rGO纳米结构。碳纳米管的产率高达7652.31%,且催化剂残留量极低,仅为0.52%。将CNT@rGO应用于磷酸铁锂正极材料时,电池的倍率性能显著优于传统导电剂,在1C倍率下循环300次后容量保持率达96.32%。
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哈工大费维栋、王黎东、盛捷团队成功研发碳纤维废弃物再利用新技术
研究团队创新性地利用镁粉和碳酸钙粉末作为反应物,基于自蔓延高温合成技术,实现在固态火焰中对碳纤维废弃物的快速升级回收。研究证实,该技术能将碳纤维边角料、预浸料及复合材料等多种废弃物成功转化为石墨烯接枝碳纤维和石墨烯粉末,且所得产物在增强石墨材料和电磁干扰屏蔽等领域具有广阔应用前景。

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密歇根理工大学《AMT》:多功能石墨烯增强智能隐形眼镜:眼部诊断与防护的新进展
本综述系统梳理了在软性接触镜上制备高品质石墨烯薄膜的技术路线,重点阐述了基于铜箔化学气相沉积(CVD)后溶液转移的工艺。文章探讨了石墨烯赋能的软性接触镜诊断创新,聚焦于场效应晶体管、眼压生物传感器、视网膜电图电极及混合电极。同时重点介绍了石墨烯治疗镜片(特别是药物递送领域)的应用,并总结了石墨烯相关眼部安全问题。最后探讨了石墨烯融入软性接触镜技术的挑战与未来发展方向。
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中科院纳米能源所《ACS AMI》:基于Ecoflex/石墨烯-ZIF-8@ZIF-67复合薄膜,用于高性能摩擦电纳米发电机
研究基于Ecoflex/GO-ZIF-8@ZIF-67复合薄膜设计出高性能TENG(ZE-TENG),其中以氧化石墨烯为基底锚定的核壳型ZIF-8@ZIF-67金属有机框架作为多功能填料。该新型摩擦电材料兼具卓越的机电性能与环境稳定性,为极端环境下的摩擦电应用开辟新路径,其多功能扩展性为工业安全、运动医学等领域的智能传感技术铺就崭新道路。
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南京工业大学《CHEMNANOMAT》:石墨烯氧化物还原概述:聚焦等离子体策略
本文系统综述了从天然气合成石墨烯的各种还原技术。传统的化学和热能方法在迈向绿色制造过程中面临重大瓶颈。微波降原因其快速高效的散热特性,展示了快速制备石墨烯复合材料的巨大潜力,尤其适合快速合成和优化超级电容器电极材料。而激光还原则以其无与伦比的精密图案化能力脱颖而出,擅长直接制造微型集成的能量存储组件,如微型超级电容器。然而,这两种技术仍受其底层物理原理的限制,分别面临实现大面积均匀性控制和提升加工效率的挑战。
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兰州大学《ACS APM》:层状结构石墨烯气凝胶相变复合材料,用于热能管理应用
研究通过将层状结构的AGA引入聚乙二醇(PEG)体系,制备出复合相变材料。层状AGA构筑的连续热传导通道显著提升了PEG的导热性能,同时保持了材料的形状稳定性。
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新方法制备超薄全碳石墨烯泡沫
本研究采用基于有限元模拟的高通量筛选技术,精准调控石墨烯泡沫的孔径尺寸,旨在构建最优的三维石墨烯导热网络。通过真空辅助过滤法,以直径5微米的PMMA微球为模板,结合微米级氧化石墨烯片作为前驱体,成功组装出石墨烯泡沫结构。在热处理过程中,PMMA同时促进氧化石墨烯还原,有助于修复石墨烯纳米片缺陷并促进晶粒生长。