科研进展
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科研进展|上科大物质学院拓扑物理实验室刘健鹏课题组在多层石墨烯中反常霍尔晶体的研究方面取得成果
本工作不仅首次在真实材料模型中预言了双层石墨烯可作为实现反常霍尔晶体的平台,还建立了一套可广泛应用于其它相互作用电子体系(如莫尔超晶格、二维异质结体系等)的“GW+RPA”计算框架,为在低维体系中探索关联驱动的拓扑物态、量子反常霍尔效应以及新型电子晶体提供了重要的理论指导。
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苏州大学孙靖宇教授,北京大学刘忠范院士,上科大纪清清研究员 Nat.Sci.Rev.:6 英寸单层石墨烯的共场协同直接生长
本文通过共场协同优化策略,实现了在 6 英寸蓝宝石晶圆上直接生长高质量单层石墨烯。该方法不仅显著提高了石墨烯生长的均匀性和批次重复性,还通过理论计算和实验验证了其在冷壁 CVD 系统中的优势。6 英寸晶圆级石墨烯场效应晶体管阵列展现出优异的电学性能,证明了该方法在大规模二维材料集成中的潜力。该研究为未来纳米电子学和光电子学的发展奠定了基础。
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杭电《ACS AEM》:受玫瑰花启发!基于石墨烯/R-PDMS的应变传感器,用于人体运动监测和手势识别
研究受玫瑰花瓣的结构启发,本文通过简易的反向成型与刮刀涂覆技术,开发出高性能石墨烯/聚二甲基硅氧烷(简称Gr/R-PDMS)应变传感器。涂覆的石墨烯主要分布于R-PDMS顶面,形成由玫瑰花瓣拓扑结构调制的六角形网络结构。通过分析不同应变条件下的裂纹演化过程,有效阐释了电子流动的方向性并揭示了传感机制。
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Small:通过溶剂引导结构化方法在超多孔聚酰亚胺气凝胶上设计稳定的石墨烯网络
本工作报道了一种通过分子设计策略进行化学工程的PI气凝胶,该策略在凝胶化过程中调整溶剂-聚合物相互作用,以产生分层多孔但热稳定的网络。该基板在高强度LIG过程中保持了其孔隙率和完整性,从而能够形成嵌入聚酰亚胺基质中的均匀石墨烯-碳导电相。

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广东以色列理工学院《ACS AEM》:3D气溶胶喷射打印的石墨烯微超级电容器阵列,配备空心柱电极,以实现高电压和集成密度
本文展示了采用气溶胶喷射可打印石墨烯高密度聚合物薄膜(HPEs)制备的高集成度高压3D微型储能器阵列。由溶液剥离石墨烯纳米片与PPC稳定剂组成的石墨烯墨水,支持纳米片在3D气溶胶喷射工艺中实现可靠的垂直堆叠,从而制备出高度可控的精细化高电极厚度结构。
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一种采用还原氧化石墨烯及纤维素,构建的兼具高潜热和高导热性的复合相变材料(PCM)
大连海事大学吴宛青教授研究团队设计并制备了一种兼具高潜热和高导热性的复合相变材料(CPCM)。该材料以甘露醇-半乳糖醇dulcitol二元共晶复合相变材料作为基础,通过构建三维导热网络,利用微粉化纤维素(MC)和还原氧化石墨烯(rGO)构建而成。MC由玉米秸秆经脱木素和半纤维素去除工艺制得,作为导热路径的结构框架。同时,rGO的引入通过氢键作用显著提高了导热性,并使其更好地融入导热网络。
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429【Sep. Purif. Technol】接枝氧化石墨烯膜封装离子液体用于高效CO2/H2分离
我们通过用1-氨基乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐(AEtMImBF4)对氧化石墨烯(GO)进行功能化,开发了一种新型膜IL@AEt-GO-Mw。所得的AEt-GO用于构建IL@AEt-GO-M膜。AEt-GO丰富的含氮官能团与CO2相互作用良好,导致选择性从1.3显著提高到17.7。用乙醇洗涤膜后,所得IL@AEt-GO-M-w膜的CO2渗透率从3.8 GPU增加到12.2 GPU,选择性保持稳定在19.2。进一步洗涤后, 渗透率达到21.2 GPU,同时保持优异的选择性。这些发现突出了IL@AEt-GO-M膜在高效分离CO2和H2方面的潜力。
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【研究前沿】浙江大学赵沛教授团队:大扭转角双层石墨烯界面从耦合态到摩擦态的转变
作者通过化学气相沉积方法制备了扭转角>20°的双层石墨烯样品,采用碳同位素标记技术与拉曼光谱表征相结合的方案,通过拉曼光谱和透射电子显微镜对扭转角>20°的双层石墨烯进行了表征和筛选。在生长的石墨烯表面覆盖厚度为500纳米的方华增强层,并与柔性基底(PDMS)堆叠接触。制备出上层由碳原子(12C)、下层由碳原子(13C)构成的夹层结构实验样品。对于原位拉曼测量,样品由自制的拉伸试验机加载。
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研究快讯 | 石墨烯基电双层体系中的巨大层间拖拽涨落
该工作系统揭示了层间拖拽涨落的演化规律,为深入理解为固体中量子干涉效应及其与库仑相互作用之间的耦合提供了新的视角。从器件应用角度看,实验中观察到的显著拖拽涨落也表明对于微纳器件设计,有必要考虑相邻导电沟道之间相互作用引起的噪声干扰。
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东南大学张彤教授AFM:基于Bi2Te3/石墨烯异质结与光热机制及Au天线协同增强的超宽带、自供能、高灵敏度光电探测器
该工作成功制备了一种基于拓扑异质结Au-Bi₂Te₃-石墨烯的自供能探测器,实现了从可见光到毫米波段的超宽带光电探测。研究证明,通过多机制的协同增强可显著提升探测性能。
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中国石油大学(华东)郭海玲教授|共价交联分子筛-氧化石墨烯膜用于高效核素吸附
本工作通过碱诱导的原位晶化策略,实现了二维碳材料与无机分子筛的界面共价交联与深度整合,成功构筑出结构稳定、层间可控的交联膜体系,并验证其在核素离子高效吸附领域的优异性能与应用潜力。复合膜的 Cs⁺ 和 Sr²⁺ 离子吸附容量分别高达 224.4 mg/g 和 302.8 mg/g,且暴露于 100 kGy γ-辐照后,该复合膜仍保留 93% 的高吸附容量。
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浙江理工《AFM》:基于三元金属硒化物/石墨烯芯壳异构纤维,用于高性能可穿戴能源储存和生物感测
研究提出一种新型三元金属硒化物(NiCoCuSex),其通过核心-壳层异质结构锚定于还原氧化石墨烯(rGO)纤维上,具有丰富的活性位点、硒化反应诱导的缺陷富集表面以及协同的多金属相互作用。
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ACS Appl. Mater. Interfaces:PbSe修饰的石墨烯/硅异质结,用于具有双光调制效应的自供电宽带探测
创新的是,将红外敏感材料改性与石墨烯的高度可调费米能级相结合,可以在石墨烯/Si结内实现光子能量和肖特基势垒高度的有效解耦。实验结果证实了一种新的双光调制效应:由红外调制光诱导的光生载流子动态移动石墨烯的费米能级,从而显著调制信号光产生的光电流响应。这一机制为光电信号的动态控制开辟了新的途径。最后,本文展示了该器件在成像应用方面的潜力。
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清华大学《Adv Sci》:由多功能ZnO/石墨烯纳米复合材料制备的氨气传感器,用于长期自供电监测
该结构赋予材料双重功能:作为超级电容器电极时,其在1 A·g⁻¹电流密度下展现出131 F·g⁻¹的高比电容,并具有卓越的循环稳定性(100,000次循环后容量保持率达94%); 作为氨气传感器,其在0.1-50 ppm范围内展现高灵敏度,响应/恢复时间达17/26秒(10 ppm浓度),并对干扰气体具有优异选择性。
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丘成桐中学科学奖闭幕 重庆育才中学学子获一金一铜
其中,由重庆育才中学国际课程班学子罗海艺、牟天昊完成的论文《力学系统的“相变”:旋转诱导的对称性自发破缺与迟滞回线》获得丘成桐中学科学奖物理金奖;伍承汉论文《三元协同石墨烯复合气凝胶的制备及其高性能超级电容器应用》获得化学铜奖。