清华大学
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清华大学《Energy Fuels》:石墨烯/碳纳米管涂层多孔器件,用于水蒸发、发电和湿度计应用
研究提出了一种多孔发电装置,通过将石墨烯/碳纳米管(G/CNTs)直接涂覆在经水刺法制备的多孔纤维织物上,该装置可在水刺激下发电。
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NSR | 微转角双层石墨烯结构、电子态特征及其应变调控
结合扫描隧道显微镜实验与理论计算,在0.06°-0.35°的微转角双层石墨烯体系中实现AA和AB/BA堆叠区域的形貌成像与谱学表征,并且在实空间直接观测到两种不同的畴壁态以及畴壁类型转变,为利用应变工程调控该体系的畴壁态提供了实验依据。
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清华大学周树云教授Nat. Mater.:石墨烯中弗洛凯诱导能隙的观察
清华大学周树云教授团队报道了在强光场共振驱动下,单层石墨烯中弗洛凯诱导杂化能隙的直接观测结果。该工作不仅解决了在石墨烯中实现弗洛凯工程这一长期存在的挑战,还为在量子材料中实验实现弗洛凯工程确立了一些指导原则。
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给锂金属一个“褶皱的家”:三维石墨烯“海绵”抑制枝晶生长
研究团队采用的策略如同一个“精细的烹饪过程”。他们首先电纺出聚合物前驱体薄膜,然后在它“柔软”的时候,用电喷雾“喷上”一层氧化石墨烯“涂层”。在后续的热处理(碳化)过程中,由于石墨烯层与聚合物基底的收缩程度不同,就像一张湿润的纸在烘干时会起皱一样,石墨烯片层被“压”出了稳定且均匀的三维褶皱纹理。
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清华大学Nano Letters:扭转双层石墨烯表面摩擦力的非单调角度依赖性
该研究构筑了转角连续变化的扭转双层石墨烯结构,通过摩擦力显微镜的表征发现,侧向力调制幅值与摩擦耗散均随扭转角度呈现非单调变化。侧向力幅值在约 3.0° 处达到峰值,验证了此前基于几何相互作用的理论预测。不同的是,摩擦耗散在更小的扭转角(约 1.2°)处达到极值。借助原子模拟,研究揭示了这种独特的非单调摩擦行为源于面内局域刚度与原子级重构之间的竞争,二者共同影响摩尔超晶格尺度非稳态滑移的发生。
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北京交大邓涛&清华大学田禾等:受蜘蛛纤毛启发的单片集成式石墨烯全向振动传感芯片
受蜘蛛纤毛启发,北京交通大学邓涛,清华大学田禾等人基于应力诱导自组装技术制备出具有优异性能与耐高温特性的三维(3D)纤毛状单层石墨烯全向振动传感器(CGVT)。进一步通过一维卷积神经网络(1DCNN)全向解耦算法对三维振动矢量解码,实现振动方向的精准识别。三维仿生振动感知系统通过金线键合工艺将蜘蛛网结构引入仿生纤毛结构MEMS芯片,复现了蜘蛛通过振动实现目标识别与分类的生物物理机制。尤为关键的是,这些器件采用硅基半导体工艺与MEMS制备技术制造,使单体尺寸较传统器件显著缩小。
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北京石墨烯研究院&北京大学&清华大学Nature子刊:脉冲焦耳热诱导渗碳策略实现微米厚高结晶度石墨薄膜的秒级合成
本研究提出了一种“脉冲焦耳热诱导渗碳”(PJHIC)的非平衡合成策略。该策略利用快速电热冲击(>1300°C,>300°C/s加热速率)在金属基底(镍、钴)中创造瞬态非平衡状态,极大地加速了碳原子的体扩散与析出过程。研究发现,利用快速降温驱动的碳强制析出过程,可实现高达4.5 μm/s的瞬时碳输运速率,从而在61秒内实现了厚度达730 nm的石墨薄膜的垂直生长,速率较传统方法提升了一个数量级。
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清华大学邓兵/刘建国One Earth:闪速焦耳热实现沼渣秒变高附加值石墨烯复合材料 | Cell Press对话科学家
近日,清华大学环境学院邓兵、刘建国团队合作提出一种绿色、高效的两步式闪速焦耳加热(Flash Joule Heating)技术,可在数秒内将沼渣转化为高质量石墨烯复合材料。整个过程无需溶剂、无需复杂预处理,可直接在沼气工程现场部署,实现废物的“就地升级”。
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电子皮肤-一种用于耳部健康监测和音频交互的智能多功能石墨烯皮肤贴片
作者推出了一种智能多模态石墨烯皮肤贴片,用于耳部健康监测和声学交互。 优势与意义:GSP首次将监测、预警与交互功能集成于微型贴片,通过材料创新与算法优化,为耳部健康管理提供闭环解决方案。PDM技术突破低频失真瓶颈,可穿戴声学器件迈向高保真时代。未来方向:未来,团队将进一步验证长期佩戴舒适性与生物相容性,集合大语言模型,并探索个性化健康数据分析模型。这项研究不仅为智能可穿戴设备树立新标杆,更为“主动健康”理念提供了创新范式。
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秒级电热氯化!一步回收废旧锂电池+塑料,产出高纯金属与石墨烯
塑料碳的高值化转化:在回收金属的同时,原本作为废弃物的PVC塑料中的碳被成功升级回收为高价值的石墨烯材料。表征结果表明,在电热过程中,正极材料中的过渡金属(如Co、Ni)有效催化了PVC碳的石墨化进程,生成了结构有序的闪蒸石墨烯。相比之下,单独热解PVC只能得到无序碳。该石墨烯副产物具有优异的电催化性能,为整个回收流程创造了新的价值增长点。
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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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【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。