浙江大学
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ACS Nano | 浙江大学:石墨烯大模型GrapheneChat助力石墨烯研究
GrapheneChat针对石墨烯研究中专业知识门槛高、实验设计复杂和文献数量庞大的问题,构建了集领域知识问答、实验辅助和文献分析于一体的智能科研助手。该模型以Llama-3.1-8B-Instruct为基础,通过石墨烯领域数据集训练,使通用大语言模型能够更好地理解石墨烯合成、表征、性能和应用等专业问题。GrapheneChat以较小参数规模的开源语言模型为基础,专注于石墨烯这一高度专业化研究方向,能够提供更加聚焦、准确、可验证且符合科研语境的专业回答。
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浙大许震长聘副教授和清华徐志平教授合作《Nature Communications》:揭示π-π堆叠在氧化石墨烯聚集中的主导作用
浙江大学许震长聘副教授、明鑫博士与清华大学徐志平教授通过实验与理论合作,揭示了π-π相互作用在GO聚集中的主导作用。该主导机制为GO的分散与稳定提供了一种新的超分子作用视角,为石墨烯材料组装的调控丰富了手段,同时也给石墨烯衍生物以及纳米碳材料表面相互作用提供了新的理解。
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可控层状结构构筑高性能石墨烯厚膜,导热率达 1183 W/(m·K)
浙江大学高微微副教授团队提出牺牲离子模板定向组装(SITDA)新策略,以氯化钙中Ca²⁺为牺牲离子模板,通过配位作用引导氧化石墨烯片层逐层组装成规整层状结构,经EDTA螯合去除离子后结合气相还原与高温退火,实现多功能石墨烯厚膜(GTF‑S)的快速可控制备。
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浙大高超团队《自然•通讯》:多流场石墨烯定向组装构筑类榫卯增韧材料
浙江大学高超教授团队提出了多流场剪切法,并成功实现了氧化石墨烯二维各向异性基元在组装体内的定向组装。采用微孔阵列沿孔壁多向剪切使氧化石墨烯基元形成平行取向和竖直取向周期排列的砖垒结构。在薄膜干燥过程中,平行取向的氧化石墨烯基元致密堆积形成传统层状膜单元,垂直取向的氧化石墨烯基元则历经巨量压缩变形形成范德华互锁结构,分别联结两侧的层状单元。这种范德华互锁结与中国传统木构建筑榫卯结构类似,一方面保障了整体木构建筑的结构稳定性,另一方面具备一定变形能力,使其在地震作用下仍能保持结构稳定,因此称为范德华榫卯结。范德华榫卯结的引入及其空间分布的优化使得石墨烯膜同步增强增韧,拉伸强度达2.1GPa,韧性为87.44 MJ m-3。
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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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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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浙江大学Environmental Research:闪蒸焦耳热毫秒级将炭黑转化为石墨烯,低碳水泥强度提升161%
本研究采用闪蒸焦耳热(FJH)技术,在毫秒级时间内将廉价炭黑转化为高质量闪蒸石墨烯(FG),并将其用于增强粉煤灰(PFA)基低碳水泥复合材料。该技术利用高电压电容放电产生毫秒级脉冲电流,在样品内部形成极端热瞬态(峰值温度>3000 °C,加热/冷却速率分别达3.37×10⁴ °C/s和4.45×10³ °C/s),驱动碳原子键的快速断裂与重排,同时挥发非碳元素,从而在毫秒内将廉价炭黑转化为高质量闪蒸石墨烯(FG)。
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浙江大学《CEJ》:一种受珍珠层启发! 基于石墨烯的导电性纳米复合材料,用于EMI屏蔽等
研究受珍珠层“砖瓦”结构的启发,报道了一种由整齐的石墨烯片层骨架增强的类似珍珠层的环氧体纳米复合材料,该材料具有显著提高的断裂韧性和导电性。
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浙江大学高超课题组《AFM》:高导热性且结构稳定的石墨烯/陶瓷纤维,用于飞行器热防护系统、火箭喷嘴等
我们提出一种全尺寸分形式互锁界面工程技术,用于构建具有卓越热防护与抗烧蚀性能的GTF复合材料,以满足疏浚工程热防护需求。当TiC壳层厚度优化至1微米时,单层GTF实现745 W m⁻¹ K⁻¹的导热系数,并在严苛的温度冲击循环中展现出优异的结构稳定性和性能稳定性。
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石墨烯纤维AFM:571.1W/m·K热导率+61.6%剪切强度提升!石墨烯复合材料靠界面工程实现98%热循环稳定
浙江大学、北京科技大学、青岛大学等研究团队提出了一种分子设计接合界面工程方法,通过在褶皱石墨烯纤维表面接枝精选的硅烷基分子系链,使其与环氧树脂网络形成共价桥接,从而有效解决石墨烯纤维与聚合物树脂的界面结合难题。
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Nat. Commun.:可扩展激光诱导石墨烯的通用无模具转移技术,用于电子皮肤制造
本工作报道了一种通用的低温转移方法,通过调节转移介质的玻璃化转变温度或凝固点来实现LIG的转移。热膨胀引起的互锁、易于实现的界面分离以及多层石墨烯层之间的强静电相互作用解释了其转移机制。这有助于将高质量的LIG转移到弹性体、水凝胶和浸渍有各种流体的织物上。典型弹性体的厚度可低至6.7微米,其杨氏模量范围为4.5 MPa至3.9 kPa。利用这种转移技术,成功制备了集成在人形机器人面部的大面积双层电子皮肤,实现了与人类的情感互动。
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浙江大学CEJ:甘蔗渣水热催化耦联闪蒸焦耳加热协同制备糠醛与石墨烯
该图展示了从甘蔗渣原料到最终产品的完整串联工艺路线。主要包括两个核心步骤:首先,生物质在GVL/CoCl₂催化体系中进行水热反应,生产糠醛并得到结构优化的固体残渣;随后,该残渣经过闪蒸焦耳加热处理,被快速转化为石墨烯。该示意图清晰体现了工艺的集成性与“零废弃”目标,即将水热残渣作为有价值的前体进行升级利用,实现了生物质全组分的价值链延伸。
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浙江大学《Adv Mater》:碳纳米管桥接rGO/MXene光纤,用于高性能光纤超级电容器
研究开发了一种流体驱动湿法纺丝策略,用于制备碳纳米管(CNT)桥接的垂直取向氧化石墨烯(rGO)/MXene纤维(CNT-VA-GMFs)。
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浙江大学《Carbon》:轻质石墨烯-铜芯壳纳米纤维织物,用于高效电磁干扰屏蔽
研究通过电纺丝和后续无电镀工艺,制备出纳米级超薄铜包覆石墨烯同轴纳米纤维织物(GNF@tCu),旨在协同发挥碳基材料与金属的互补优势。这种由核壳纳米纤维组成的织物具有出色的柔韧性、低密度(0.53 g/cm3)和高导电性(3 × 104 S/m)。
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浙江大学高超课题组:高强高导热石墨烯复合块材
受传统建筑榫卯结构启发,浙江大学许震长聘副教授、高超教授团队提出了一种“反相增强”(Inverse Phase Enhancement, IPE)策略:通过负载少量环氧树脂作为增强填料,在GP层间构建离散分布的二维榫接(2DJT)结构。该结构在改善了层间应力传递效率和能量耗散能力的同时,有效维持了初始连续的导热通路,从而兼顾二维层状组装材料的综合力学性能和导热功能。