科研进展
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Rare Metals|江苏科技大学张刘挺 :二维催化剂增强氢化镁的储氢性能:材料、机理与未来展望
该综述首先介绍了化石能源不断被消耗的大背景下氢能的优势,提出MgH₂的储氢机理及传统改性策略的局限性,进而引出二维材料的独特优势。文章详细梳理了MXenes、LDHs、二维MOFs、二维石墨烯衍生物及金属纳米片等二维催化剂在降低MgH₂脱氢温度、加速反应动力学和提升循环稳定性方面的研究成果。核心贡献在于,作者将复杂的催化机制归纳为三个层面:物理层面(构建快速氢扩散通道与纳米限域)、电子层面(界面电荷转移弱化Mg-H键)和协同层面(多价阳离子与原位活性物种的动态催化)。文章最后指出,未来的研究可以聚焦于通过物理限域影响界面电子再分布、进而影响原位生成物质的催化作用,以推动高性能镁基储氢材料的理性设计与实际应用。
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喜马偕尔邦中央大学《Next Materials》:综述!石墨烯辅助氧化钒纳米复合材料,用于先进锂离子电池电极
系统梳理了石墨烯辅助氧化钒(VOx)纳米复合材料作为下一代锂离子电池电极的研究进展。该综述指出,石墨烯具备优异的导电性与力学强度,而氧化钒具有高空放电容量与灵活的氧化还原特性,二者的协同可显著提升电极的综合性能。
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山东大学唐昀青-基于焓驱动的原位界面重构以增强石墨烯高熵合金界面传热
采用退火诱导的原位界面重构策略,促使铜在石墨烯/高熵合金界面偏析结晶,使界面热导(ITC)提升了约30%。该策略利用材料内在的热力学趋势驱动自发偏析,无需复杂化学修饰,可广泛扩展至其他多组分合金系统。
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宾夕法尼亚大学《AFM》:液晶弹性体-石墨烯复合纤维,构筑多级自感知人工肌肉
在本研究中,我们通过提供将LCE致动器应用于机器人系统的实用框架,弥合了材料与机器人技术之间的鸿沟。我们没有将LCE仅视为活性材料,而是开发了具有明确性能校准曲线和实用控制方案的复合纤维致动器。通过嵌入铜线圈并利用其随温度变化的电阻特性,我们建立了一个能够进行精确、稳定调节的闭环系统,从而实现按需驱动。石墨烯的加入进一步提高了加热均匀性,并实现了驱动应变与应力的平衡,从而支持对抗性配置。
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向极限迈进,中国科学家成功制备单铜氧层高温超导体
作为二维材料领域的一个早期开拓者,张远波对于这类材料的物理特性一直很着迷。倘若常规的三维层状材料是一本书,张远波做的事情,就是仔细研读其中的一页。人们既可以“管中窥豹”,通过这一页了解全书的一些特点,也有可能挖掘出不存在于三维体系中的物理现象。
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NiO/H₂O₂协同调控:低尿素用量制备富氮石墨烯气凝胶,实现甲醛高效净化!
本研究所获得的高氮掺杂的石墨烯气凝胶具有较大的比表面积(495.9m2·g-1)和高氮含量(9.20at%)。得益于这些特性,这种气凝胶能够迅速吸附甲醛,24h的去除效率达到 93.64±1.28%。值得注意的是,在较低初始浓度的甲醛条件下,该材料的去除率可达到100%,表现出优异的低浓度甲醛去除能力。同时,经过十次吸附-解吸循环后,材料仍能保持 80%以上的甲醛去除效率,展现出良好的循环使用性能。 此外,甲醛在室温下不易从样品中挥发出来,从而有效地避免了二次污染。
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理研与名古屋大学开发出两步法合成复杂纳米石墨烯的新技术
联合研究团队确立了一种将多种结构的萘骨架借助钯催化剂直接连接至未修饰的PAH上后,再进行氧化闭环的两步缩环π扩展(两步APEX)法。既往的APEX法中,可利用的π扩展剂有限,限制了可合成的纳米石墨烯结构的多样性。
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昆明理工大学《ChemPlusChem》:综述!不同工艺制备硅碳复合材料,用于锂离子电池负极
系统梳理了干法球磨、喷雾干燥、高温热解与化学气相沉积(CVD)等主流 Si/C 复合材料制备工艺。该综述以硅(理论比容量高达 4200 mAh g⁻¹,约为石墨的 10 倍)与碳基体复合,缓解硅在嵌/脱锂过程中近 300% 体积膨胀所导致的颗粒粉化与导电网络失效问题。
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国防科技大学《Carbon》:银纳米线桥接激光诱导石墨烯,柔性电磁屏蔽与焦耳热一体化
研究提出了一种通过真空辅助渗透将银纳米线(AgNWs)引入聚酰亚胺(PI)基底上 LIG 骨架、构建 AgNWs/LIG 导电网络的策略。该复合薄膜通过真空辅助渗透,实现了孔道贯通与导电桥接。
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华南师范大学Adv. Optical Mater.:混合维度GaN/AlN微米线/石墨烯/非故意掺杂GaN范德华异质结用于高性能热电子晶体管与紫外光电探测器
近日,华南师范大学李述体研究员、高芳亮研究员团队在Advanced Optical Materials上发表研究成果,构筑了由一维GaN/AlN微米线、二维单层石墨烯与三维非故意掺杂GaN组成的混合维度垂直范德华异质结热电子晶体管。
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通过修复激光诱导石墨烯,制备导热凝胶
武汉理工大学研究团队合成了溶解性提高且光吸收强的聚苯基胺(P-PAs),并将其用作氧化石墨烯(GO)纳米片的插层聚合物。在此基础上,复合前驱体表现出显著增强的光热转换能力和致密堆叠结构。这些使激光辐照后 LIG 的 ID/IG 降低了 60%。为解释上述现象,基于实验结果提出了由致密堆叠前驱体诱导的隔离效应。
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氧化石墨烯限域氧化还原物种助力双软凝胶电极水系电池稳定循环
研究将具有30–40 μm横向尺寸、约1–5层厚度和350–450 m² g⁻¹比表面积的商业GO分散在蒽醌负极软凝胶中。高长径比片层将凝胶网络划分为更小的限域微区,并提高还原态蒽醌物种扩散路径的曲折度。GO表面的羟基、羰基及醚键等含氧官能团有助于其在水系软凝胶中均匀分散;界面吸附和π–π相互作用也可能提供额外稳定作用。作者同时谨慎指出,这些分子尺度相互作用尚未被直接表征,因此应视为与结构和电化学结果相一致的合理机制,而非已被完全证实的结论。
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半导体所研制出具有高隧穿电阻比的滑移铁电隧穿结 四两拨千斤!埃米级滑移撬动千万倍电阻变化
近日,中国科学院半导体研究所研究人员通过二维范德华异质结界面工程,构建了Cr/h-BN/3R-MoS2/单层石墨烯滑移铁电隧穿结,并进一步将这一结构拓展至1T′-ReS2体系。单层石墨烯则对极化变化十分敏感,能进一步调节参与隧穿的电子数量。三者协同,形成了类似“杠杆放大”的效应,实现了“四两拨千斤”的效果,将二维滑移铁电体较弱的剩余极化转化为大于一千万倍(107)的电阻读出对比度。
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物电院陈克求/唐黎明团队在相干太赫兹声子负折射领域取得新进展
团队以六方氮化硼/石墨烯异质结构为主要平台,采用模式分辨非平衡格林函数计算,从动量、传播角度和实空间波前三个方面验证了这一机制。研究还将能带反折叠用于模式分辨透射分析,并将透射本征通道分析拓展至周期体系,为追踪声子动量变化和振动波前提供了计算工具。进一步研究表明,层间转角可通过改变莫尔超晶格周期,调节负折射的工作频段。硅/锗等界面的补充计算也支持这一机制的跨材料适用潜力。
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意大利乌迪内大学等:钠离子电池碳基电极材料的设计策略、电化学性能与未来展望
本文综述了石墨、石墨烯、CNTs及其复合材料在SIBs中的研究进展。石墨导电性好但层间距有限,需通过膨胀、掺杂或复合提升储钠能力;石墨烯理论容量高,但易团聚,rGO与金属硫化物/硒化物复合可显著改善性能;CNTs具有优异导电性和结构稳定性,与rGO、金属硒化物、磷等复合后表现出高容量和长循环寿命。碳基材料的性能提升依赖于层间距调控、杂原子掺杂、纳米结构构筑和多组分协同。