石墨烯

石墨烯纖維是石墨烯片沿軸向有序堆積排列而成的連續(xù)相組裝材料，是由浙江大學(xué)高分子系高超教授團(tuán)隊(duì)于2011年首次提出并率先制備的高性能多功能新型碳基纖維，具有高導(dǎo)電、高導(dǎo)熱、低密度等特性，在柔性導(dǎo)線、超級(jí)電容器、太陽(yáng)能電池、鋰電池、傳感器等方面展現(xiàn)出誘人的前景，成為新的學(xué)術(shù)研究熱點(diǎn)。不同于以往的碳質(zhì)纖維，石墨烯纖維的構(gòu)筑基元是具有良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱、機(jī)械強(qiáng)度等性能的二維晶體石墨烯，纖維的內(nèi)部結(jié)構(gòu)三維有序、致密均一，有潛力將碳質(zhì)纖維的性能推向一個(gè)新階段。石墨烯纖維制備的主要原料是氧化石墨烯，其組裝方法多…

2019年6月26日，日本名古屋大學(xué)和京都大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)在聚合稠環(huán)芳烴可控合成石墨烯納米帶領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展。研究者們研發(fā)了一種活性成環(huán)共軛延展聚合（APEX）反應(yīng)，通過改變引發(fā)劑與單體濃度比、引發(fā)劑結(jié)構(gòu)、反應(yīng)條件實(shí)現(xiàn)了合成結(jié)構(gòu)和長(zhǎng)度均可控的石墨烯納米帶。相關(guān)工作已發(fā)表在《自然》期刊上。 本文首次報(bào)道了一種合成結(jié)構(gòu)、寬度及長(zhǎng)度均可控的石墨烯納米帶聚合方法。該法有望為研究石墨烯納米帶長(zhǎng)度對(duì)其理化性質(zhì)的影響奠定材料基礎(chǔ)。 遺憾的是：2020年9月18日，《Nature》發(fā)表社論關(guān)切該論文MALDI-…

石墨烯作為一種新型碳材料，其獨(dú)特的二維蜂窩狀晶體結(jié)構(gòu)衍生出許多奇特的電學(xué)和力學(xué)性能。目前而言，石墨烯的合成主要通過剝離石墨來(lái)實(shí)現(xiàn)，在該過程中往往需要大量的溶劑以及強(qiáng)機(jī)械剪切和電化學(xué)處理。為了促進(jìn)剝離，將石墨烯進(jìn)行化學(xué)氧化，變成氧化石墨烯，之后對(duì)其還原獲得剝離的石墨烯。這一過程往往需要苛刻的氧化劑，并且通過這一方法獲得的石墨烯產(chǎn)率往往比較低。 近日，美國(guó)萊斯大學(xué)Boris I.Yakobson和James M. Tour教授課題組在石墨烯高效合成方面取得重要進(jìn)展。為解決石墨烯產(chǎn)率低的問題，Duy …

近日，北京化工大學(xué)材料學(xué)院潘凱研究員在國(guó)際權(quán)威期刊《Advanced Functional Materials》（IF= 16.836）上發(fā)表了題為“1D/2D Nanomaterials Synergistic, Compressible, and Response Rapidly 3D Graphene Aerogel for Piezoresistive Sensor”的研究論文，設(shè)計(jì)了一種新型的具有3D互連的分層微觀結(jié)構(gòu)的納米纖維增強(qiáng)石墨烯氣凝膠。 石墨烯氣凝膠通常通過氧化石墨烯的還原與…

如同計(jì)算機(jī)中成千上萬(wàn)相互作用的微小電子元器件，人體數(shù)以億計(jì)的神經(jīng)元，通過體內(nèi)電學(xué)微環(huán)境的作用，相互連通成為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，產(chǎn)生并傳導(dǎo)生物電信號(hào)，來(lái)控制人體的各種生理功能。 近年來(lái)，神經(jīng)組織工程領(lǐng)域一直致力開發(fā)基于導(dǎo)電材料的三維仿生支架，模擬體內(nèi)復(fù)雜的微環(huán)境，構(gòu)建并引導(dǎo)神經(jīng)干細(xì)胞和原代神經(jīng)元的層次性生長(zhǎng)。相關(guān)研究已表明，適宜的電刺激（ES）能夠有效地激活受損神經(jīng)元，引導(dǎo)神經(jīng)突的定向生長(zhǎng)和分化，從而促進(jìn)神經(jīng)再生。但是，在組織工程應(yīng)用中，電刺激的施加，必須依托于導(dǎo)電材料的優(yōu)良導(dǎo)電性。因此，構(gòu)建仿生三維支架的…

隨著高功率、高集成度電子器件以及智能穿戴設(shè)備等的快速發(fā)展，越來(lái)越趨于小型化、輕量化、高效化，對(duì)電子器件的功率密度及高效熱管理系統(tǒng)的要求越來(lái)越高，在工作過程中會(huì)產(chǎn)生大量的熱，這些熱量如不及時(shí)排除，將會(huì)嚴(yán)重影響到電子器部件的工作穩(wěn)定性和安全可靠性。為滿足特定的技術(shù)要求，在很多應(yīng)用場(chǎng)合需要具備高度各向異性的高導(dǎo)熱和導(dǎo)電柔性材料，高導(dǎo)熱性作為散熱器件可以大幅度降低器件內(nèi)部或表面溫度，進(jìn)而高效、經(jīng)濟(jì)地利用熱量，同時(shí)各向異性導(dǎo)電性可消除特定方向上的靜電，為安全提供保障。目前，開發(fā)高各向異性的導(dǎo)熱和導(dǎo)電柔性聚…

石墨烯具有極其出色的力學(xué)性能，受到了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的廣泛關(guān)注。例如，石墨烯在拉伸載荷下，理論模量和理論強(qiáng)度分別可達(dá)1 TPa和130 GPa。然而，它在壓縮載荷下的力學(xué)性能卻鮮有提及和關(guān)注。這也許是因?yàn)槿藗兌寄J(rèn)它和大多數(shù)材料一樣，在拉-壓載荷下的力學(xué)性能是對(duì)稱的吧。事實(shí)真的是這樣嗎？ 近日，香港理工大學(xué)姚海民課題組和中科院寧波材料所陳濤課題組合作，發(fā)現(xiàn)了石墨烯堆疊聚集體(stacked graphene assembly ,簡(jiǎn)稱SGA)在拉伸和壓縮時(shí)的力學(xué)性能并不對(duì)稱。他們進(jìn)而巧妙地利用了該特…

石墨烯和氧化石墨烯（GO）結(jié)構(gòu)的控制與其在聚合物中的分散穩(wěn)定性息息相關(guān)，對(duì)其研究與應(yīng)用都至關(guān)重要。然而，由于當(dāng)前GO的制備方法不盡相同，其氧化程度與微觀結(jié)構(gòu)可能有很大的差異，例如尺寸、官能團(tuán)組成和分布等等。這也帶來(lái)了在多數(shù)研究中的GO表征結(jié)果如此不確定的問題，導(dǎo)致GO在復(fù)合材料中的團(tuán)聚現(xiàn)象一直難以科學(xué)地解決。因此，將GO納米片的結(jié)構(gòu)和成分特性與其在復(fù)合物中的最終形態(tài)聯(lián)系起來(lái)是一項(xiàng)艱巨而具有重要意義的任務(wù)。分子模擬為研究這一問題提供了有力的手段，可以通過控制GO的組成和結(jié)構(gòu)來(lái)監(jiān)測(cè)GO的熱力學(xué)穩(wěn)定性…

以鋰離子電池、超級(jí)電容器為代表的儲(chǔ)能器件，在新能源、交通、通信、電子、航天航空等領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。探索性能卓越的新型電極材料，對(duì)于解決能量轉(zhuǎn)換和存儲(chǔ)至關(guān)重要。鋰電池能量密度高，但功率密度偏低；而超級(jí)電容器功率密度高，但能量密度過低。如何發(fā)展兼具高能量密度和高功率密度，超越這兩類儲(chǔ)能器件的儲(chǔ)能極限，一直以來(lái)是化學(xué)儲(chǔ)能領(lǐng)域極具挑戰(zhàn)的難題。 超級(jí)電容器主要有兩種能量存儲(chǔ)機(jī)制，電化學(xué)雙層電容（Electrical Double Layer Capacitance，簡(jiǎn)稱EDLC）以及贗電容（Pseud…

鉆石恒久遠(yuǎn)，一顆永流傳。當(dāng)這一顆顆光芒閃耀的碳晶體見證著一場(chǎng)場(chǎng)或長(zhǎng)或短或歡或悲的愛情時(shí)，你可曾想過，即便是貴為自然之瑰寶（商業(yè)營(yíng)銷之寵兒）的鉆石，也從來(lái)不是完美無(wú)瑕的。 完美？不存在的！ 自16世紀(jì)以來(lái)，晶體這個(gè)概念便慢慢進(jìn)入了人類的視野。 起初，人們只是發(fā)現(xiàn)某些礦物鹽，或者石頭的碎片，雖不論大小，卻總具有相似的形狀以及規(guī)則的邊角。 直到1912年，Max von Laue利用X射線衍射首次證明，晶體的規(guī)則形貌實(shí)際來(lái)源于內(nèi)部原子和分子的有序排列?（并因此榮獲1914年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)）。 晶體充斥…