科研进展
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北京大学《ACS AMI》:基于纳米多孔石墨烯的离子仿生触觉装置模拟神经感觉系统功能,用于人工智能、人机交互和医疗保健
将悬浮在多孔聚碳酸酯轨迹蚀刻聚合物上的纳米多孔石墨烯进行改性,随后将其封装在离子溶液中。实验结果验证了该装置的离子传输特性及其电动力能转换能力。理论模拟表明,该电信号源于外加压力下的选择性离子传输。此外,该装置还展现出表征生物力学参数(如脉搏、声音和运动)的能力,并与水凝胶集成后,还表现出学习和遗忘功能。
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西安理工大学《ACS AMI》:基于石墨烯气凝胶的FeCoSe@MoS₂异质结构,用于电磁防护-红外隐身
研究通过溶剂热法结合后续定向冷冻干燥策略,将FeCoSe@MoS₂与GO整合,成功制备了具有多尺度异质结构的FeCoSe@MoS₂/还原石墨烯氧化物(rGO)气凝胶。合理多组分配比所形成的互连多孔结构及丰富的异质界面,有助于优化阻抗匹配并丰富电磁波损耗行为。通过调整组分配比,可有效调控电磁波吸收性能。
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中国石油大学(北京)CEJ:负载Ru位点的N掺杂石墨烯作为PMS活化剂,通过非自由基途径降解SMX:效率、选择性和机制
现有AOPs存在机制不清、稳定性差、二次污染等问题。因此,本研究提出了一种新的机理,突破了催化剂的应用能力,验证了该工艺的环境友好性。因此,在本研究中,n掺杂石墨烯首次与Ru活性位点结合,通过Ru的高催化活性和n掺杂的电子调制能力来提高PMS的激活效率。
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石墨烯导热垫!磁‑离心双场协同!实现石墨烯填料高效垂直取向,构筑超高导热热界面材料
近日,兰州大学拜永孝教授、高文生青年研究员、青海大学刘秉鑫副教授提出磁‑离心双外场耦合取向策略。该策略耦合旋转磁场与可调控离心体积力,依靠反向体积力构建稳定力场,驱动磁性改性石墨烯实现高有序垂直取向同时保障填料空间均匀分布。
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新方法制造高性能石墨烯/铜复合材料
河南科技大学张毅、周孟研究团队以α-萘酚为固态碳前驱体,在铜粉表面原位生长石墨烯制备石墨烯/铜复合粉体,经热等静压致密化后,再进行动态塑性变形处理。动态塑性变形过程中,石墨烯被逐步拉长、减薄甚至破碎,进而部分向铜晶粒内部渗透。与此同时,石墨烯-铜界面附近生成变形孪晶、多层堆垛层错(MSFs)及9R相等晶体缺陷。
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EEM | 西班牙 碳科学与技术研究所Juan I. Paredes:高性能氧化石墨烯协同实现水系锌离子电池无枝晶负极与正极动力学增强
本研究采用通过简单电化学剥离法制备的富含羧酸基团的氧化石墨烯,专门针对水基锌离子电池存在的两个关键问题:锌负极循环寿命短和正极反应动力学迟缓。实验表明,这种厚度为3–9微米的石墨烯薄膜能为锌电极提供高效的界面保护,有效抑制副反应并防止枝晶生长。在对称电池测试中,电流密度/容量分别为5 mA·cm-2和5 mA·h·cm-2,受保护电极的使用寿命显著延长超过1200小时,整体性能优于使用常规制备方法获得的氧化石墨烯材料的同类电极。
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韩国江原大学《ACS ANM》:石墨烯-液态金属混合纳米复合材料墨水,用于下一代可穿戴电子设备和医疗保健等
该墨水通过流体动力学辅助工艺制备,实现了石墨烯剥离与液态金属纳米颗粒均匀分散的同步进行。随后通过湿法纺丝制备出了具有连续且均匀分布网络结构的导电纤维。所得纤维具有高导电性、高拉伸性,并在反复拉伸和弯曲变形下表现稳定;而基于该纤维的电化学 Na⁺ 传感器则展现出高灵敏度、优异的选择性、快速响应和长期稳定性。此外,将纺织集成传感器与无线模块相结合,实现了对人体汗液中生理信号的实时监测。本研究为多功能导电墨水的设计提供了一种可扩展的策略,并突显了混合纳米复合材料在下一代可穿戴电子设备和医疗保健应用中的潜力。
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青岛科技大学《Inorg Chem Front》:新型芯壳状石墨烯复合气凝胶,用于宽带电磁辐射吸收、雷达隐身和热绝缘
研究提出了一种结合宏观结构与多尺度协同设计的策略,制备了一种新型芯壳结构石墨烯复合气凝胶(CoZnFe₂O₄@PAMPS/GA)。该复合气凝胶以多壁碳纳米管作为增强骨架。通过在 CoZnFe₂O₄ 表面涂覆 PAMPS 引入硫和氮元素,以形成丰富的异质界面,并增强极化弛豫和界面损耗。
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西北工业大学《ACS AMI》:打破热导率与潜热权衡!层级核心-壳层相变石墨烯纤维框架用于高级热管理
研究提出了一种分层“由内而外”的结构工程策略,用于制备芯-壳型相变石墨烯纤维框架(GFF@PEG)。通过同轴湿法纺丝,将聚乙二醇(PEG)芯紧密封装在氧化石墨烯壳内。
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中北大学在抗冲击型超高压压力传感器方面取得进展
这项研究提出的石墨烯超高压压力传感器芯片采用“钢膜+倒装硅膜”复合结构,旨在结合钢材的抗冲击性与硅膜的高集成度优势。其中硅膜设计为十字梁形式,钢膜下表面与倒装硅膜上表面的中心位置均设置凸柱,通过将倒装硅膜嵌入钢膜下表面,利用凸柱结构进行物理连接,外界压力可直接作用于钢膜上,进而通过凸柱传递至硅膜的十字梁结构,引起石墨烯敏感薄膜产生形变,并基于压阻效应将应变转化为电阻信号,最终通过惠斯通电桥转化为可测量的电压信号。
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𝑵𝒂𝒏𝒐 𝑹𝒆𝒔.[催化]│孙晓莉课题组:给 SiC 纤维穿上一层“石墨烯铠甲”——蒙烯 SiC 材料的 CVD 生长与界面调控机制
揭示 SiC 纤维表面性质与石墨烯生长行为之间的内在联系,对于实现石墨烯界面层的可控制备及优化 SiC 纤维/基体界面性能具有重要意义。本研究采用 CVD 方法分别在未处理和预先形成 SiO2层的 SiC 纤维表面生长石墨烯,并结合实验表征与第一性原理计算研究其生长行为及作用机制。
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哈工大《ACS AMI》:一种无粘合剂多孔石墨烯改性隔膜 ,用于高负载和高压阴极的坚固锂金属阳极
研究研究旨在将传统的聚丙烯(PP)隔膜从被动的物理屏障转变为“功能性界面层”,以引导锂沉积。采用基于自由立式氮掺杂纳米多孔纳米管状石墨烯(NG)网络的薄膜,以无粘合剂的方式对隔膜进行改性(PP@NG)。
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韩国成均馆大学《Adv Sci》:基于石墨烯涂层锌粉,用于高性能水性锌金属电池
研究通过剪切应力驱动的干法工艺在锌粉表面涂覆石墨烯,形成以基面为主的保护层。该涂层通过同时对表面进行钝化、调节界面Zn²⁺溶剂化结构以及建立面向(002)晶面取向的外延锌金属沉积,有效抑制了表面退化。所得的石墨烯包覆锌粉(Gr_Zn)表现出稳定的循环性能,在1 mA cm−2下经640小时循环后,电压滞后仅为16.1 mV,性能优于锌箔和裸锌粉电极。此外,在全电池和软包电池配置中,Gr_Zn展现出优异的高倍率性能和极高的面容量(>20 mAh cm−2)。
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都柏林城市大学《ACS SRM》:通过瞬时纤维素稳定化技术,利用电子废弃物在自来水中制备石墨烯纳米片油墨
研究报道了一种低基础设施要求的“废物转墨水”制备路线,该方法将电子产品来源的石墨热管理材料与废旧报纸来源的纤维素结合,并在未经处理的自来水中进行反应。
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莱斯大学发现石墨烯纳米褶皱可重塑电流传输特性
研究团队使用专用显微镜探针测量了褶皱的形状、局部电学能量和电流。他们还使用了拉曼光谱——一种基于激光的技术,可以揭示原子如何被拉伸或压缩——并结合计算机模拟来预测弯曲如何改变电子运动。通过将急剧弯曲的褶皱与附近平坦的石墨烯进行比较,研究团队得以分离出曲率的影响。