清华大学
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【科研进展】菱方石墨烯中莫尔周期势对平带增强作用的直接观测
在此项工作中,课题组与清华大学周树云团队进行了联合实验研究,利用角分辨光电子能谱研究了五层菱方石墨烯/氮化硼异质结的拓扑平带电子结构及莫尔周期势的影响。
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北京交通大学邓涛团队AS:基于石墨烯/VO₂异质结的新型光电可重构晶体管,用于高效的神经形态感知、计算和存储
基于电极插入的石墨烯/VO2纳米颗粒(NPs)异质结构和光伏效应,ORNT表现出从紫外到近红外(365~940 nm)的宽带自供电响应能力。利用光门控效应和光诱导相变,差异化电极设计使宽电极ORNT在偏置电压下表现出突触行为,而窄电极ORNT则表现出数据存储能力和多级光调制能力。此外,还开发了集成的光通信和内存处理系统,实现了从光学感知到计算和存储的全过程演示。
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清华大学徐志平、浙江大学许震ACS Nano:宏观石墨烯组装体中的多机制电传输:连接理论与实际性能极限
研究人员通过多尺度、多机制的理论框架,深入探讨了石墨烯组装体在实际条件下的电导率极限。该研究不仅阐明了宏观电传输的关键因素,还预测了相对于石墨的实际性能极限,并提出了通过化学还原、高温石墨化和优先选择大片层来提高电导率的策略,同时强调了在基本结构单元水平上进行进一步实验表征的必要性。
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浙大高分子最新《Nature Materials》:室温制备高性能石墨烯基碳纤维
经过近十五年的持续思考和探索,浙江大学高分子系高超教授团队最新工作提出“分域剪切多流场”方法,在氧化石墨烯凝胶纤维中实现微纤亚单元的液晶织构,当纤维凝固干燥时,氧化石墨烯分子在每个微纤单元内限域折叠。区别于传统氧化石墨烯分子在纤维结构中的无序折叠和堆积,微纤限域具有折叠细晶特点,大幅减少并减小了石墨烯间的微孔缺陷,形态由扁平粗孔变为针状细孔。在25℃室温催化还原下,限域折叠的石墨烯纤维表现出优异的拉伸强度(5.19GPa)和模量(529GPa),导热率、导电率分别达到232W/mK和120S/cm,同时具有92%的碳含量,实现了室温制备高性能石墨烯基碳纤维。
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我院教师在《International Journal of Heat and Mass Transfer》上发表最新成果
本研究通过心形微通道结构,实现了石墨烯氧化物的快速可控合成。其关键创新包括:(1)心形分叉-重组结构增强了局部剪切和扰动,促进传热与混合;(2)结合 DPM、DEM 与 RMD,实现从流体场到原子反应机制的跨尺度揭示;(3)反应时间仅 0.5 小时,远短于传统方法,且氧化程度可在 O/C=0.21–0.44 范围内调控,XPS 数据与模拟结果趋势一致,验证了理论模型的可靠性。
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深圳国际研究生院张正华团队在铠甲电催化膜突破催化活性-稳定性的权衡效应领域取得新进展
研究团队提出了基于石墨烯保护的铠甲催化策略,该系统克服了传统催化活性-稳定性之间的权衡效应,实现了催化氧化与分子分离的同步进行。研究中的CuNW@rGO铠甲催化膜兼具电化学膜与铠甲催化的双重功能。这一创新设计通过施加电位在膜表面加速电化学反应,同时借助其坚固的铠甲结构保护催化活性位点
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清华大学田禾课题组Adv. Funct. Mater.:鲨鱼与鳄鱼皮肤启发的高性能压力传感
使用聚二甲基硅氧烷(PDMS)作为柔性基底,石墨烯作为敏感材料,通过微压印技术制造仿生微结构表面。通过实验测试了三种组合模式传感器(S-S、C-C、C-S)的性能,重点评估了灵敏度、工作范围、稳定性和动态响应等关键指标。灵敏度定义为传感器相对电阻变化与所施压力的比值。
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欧米伽书评|Nat Commun.|智能可切换溶剂的石墨烯基膜用于分子级筛分
研究,使用多孔石墨烯(PG)和氧化石墨烯(GO)纳米片制备成膜,具有智能、依赖溶剂的分子筛分特性。在GO膜中引入PG后,当该膜用于不同溶剂(例如水和甲醇)时,其分子传输和筛分性能会发生可逆切换。该膜对水和甲醇的渗透率分别为45.52 L m-2 h-1 bar-1和13.56 L m-2 h-1 bar-1,并且它能让在水中被截留的较大分子(分子量(MW)>319 g mol-1)在甲醇中通过该膜。
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Science Advances | 科学家实现基于激光刻写石墨烯的可调谐海螺状热声共振声波放大器!
该团队展示了一种用于石墨烯热声共振的螺旋型“海螺”声腔。该装置基于激光刻写技术制备了激光刻写石墨烯膜(LSG),可贴附于声腔的入口处,作为柔性二维热声声源使用。本文的研究成果为二维材料在热声发声领域的应用提供了新的思路和技术路径。通过将激光刻写石墨烯与3D打印声腔相结合,实现了基于热声共振的声波放大,解决了传统二维热声发射器在低频段声压不足的问题。
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北京理工大学《ACS ANM》:基于石墨烯的声学传感器的语音加密
研究提出通过激光诱导石墨烯(LIG)制备电阻式声学传感器,在数据采集过程中实现数据加密,从而更好地降低信息传输和存储过程中数据泄露的威胁。通过神经网络验证了Tiny Encryption Algorithm(TEA)和混沌加密算法处理的数据的识别与混淆能力。利用加密后数据密度散点图对不同加密算法进行模糊特征化,并分析其分布差异的潜在机制及其对加密效果的影响。
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全国科技工作者日:致敬科技力量 共赴强国之约
田禾带领团队将石墨烯亚纳米晶体管应用于CPU研发。他们巧妙结合亚纳米晶体管和电路架构设计,充分利用石墨烯超短的栅极长度和二硫化钼超低的关态电流,有效降低了CPU的运行功耗,推动我国在高端芯片制造领域迈出关键一步,有望逐步摆脱对国外先进制程技术的依赖。
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全国科技工作者日“530科技工作者之歌”主题活动举办
北京脑科学与类脑研究所所长罗敏敏、清华大学集成电路学院长聘副教授田禾、蓝箭航天空间科技股份有限公司火箭研发部总经理戴政、北京航空航天大学教授叶盛分别作《母亲的提问——关于科学精神的感悟与思考》《我与石墨烯的科研征程:逐梦科技自立自强》《朱雀问天:全球首款液氧甲烷火箭的中国突破》《从热爱科学到研究科学到讲述科学》的主题演讲。
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清华SIGS《EcoMat》:基于大面积石墨烯基复合纸,用于从电子垃圾中高效回收黄金
以商用纤维素纸为模板,以rGO为吸附材料,我们提出了一种高效且可扩展的方法,用于制备面积高达 3600cm2的rGO@纤维素。rGO@cellulose的rGO面积密度为7.5g/m2,在25°C 温度条件下的黄金萃取能力高达35g/m2(4660 mg/g)。此外,它还具有高选择性,可从含有 13 种金属的混合物中提取金。这种方法避免了将吸附剂从金浸出液中分离出来的高能耗过程,并能将 rGO@ 纤维素集成到连续的金萃取工艺中。
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清华大学《CEJ》:受蜘蛛织网启发的石墨烯人工喉,用于人机交互和机器人听觉等
在这项研究中,我们开发了一种通过应变调制实现自适应灵敏度的 GAT。受织网蜘蛛听觉传感机制的启发,GAT装置利用类似的原理来提高其性能。该装置设计独特,采用带有振动翼的中空结构,通过允许更大的结构变形自由度,大大提高了压阻灵敏度。这增强了 GAT 在复杂环境中探测微弱声学信号的能力。
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清华&莱斯Nature综述:焦耳热在石墨烯、陶瓷、金属回收、废塑料、纳米材料等方面的进展
在工业电气化的背景下,FJH 技术以其高效率、高温升温能力和快速反应时间成为一个潜在的解决方案。自2020年首次用于石墨烯合成以来,FJH 技术的应用范围逐渐从实验室级别扩展到废弃物升级利用、资源回收及环境修复领域。其低能耗、高效率的特点,使其成为实现可持续工业生产的关键技术之一。