石墨烯

一、背景介紹 電磁波在給人類生活帶來極大便利的同時，電磁輻射產(chǎn)生的危害不可忽視，如電子元器件之間的電磁干擾、電磁信息泄露和電磁波對人體的輻射等。同時，隨著世界各國的電子對抗技術(shù)、軍事信息化的不斷發(fā)展，以及各種新型雷達探測器相繼問世，如何更好地隱蔽武器不被發(fā)現(xiàn)的隱身技術(shù)得到了世界各國的關(guān)注，吸波材料由此應(yīng)運而生。 吸波材料是最早用于軍事上的隱身材料，能吸收、衰減入射的電磁波，并將其電磁能轉(zhuǎn)化為熱能耗散或使電磁波因干涉而消失的一類材料。當有電磁波輻射到吸波材料的表面時，一部分入射到它的表面被吸收，另…

在2018年，麻省理工Pablo Jarillo-Herrero課題組將兩片石墨烯堆疊起來并旋轉(zhuǎn)~1.1°，于是發(fā)現(xiàn)了石墨烯新的電子態(tài)，可以簡單實現(xiàn)從絕緣體到超導體的轉(zhuǎn)變，開啟了非常規(guī)超導體研究的時代。這一轟動性的發(fā)現(xiàn)由中國少年曹原作為第一作者背靠背發(fā)表了兩篇《Nature》，而那神奇的1.1°也被命名為“magic-angle”，即所謂的“魔角”。 從此之后，魔角石墨烯便一發(fā)不可收拾，接連登上《Nature》&《Science》，成為了國際前沿研究領(lǐng)域最熱門的話題。而在今年7月，魔角石…

大自然是人類的良師，自然界中天然材料具有的一些獨特結(jié)構(gòu)給材料學家?guī)砹藷o限的設(shè)計靈感。樹木是一類典型的各向異性材料，它的內(nèi)部具有取向排列的管狀結(jié)構(gòu)，用來定向輸送水和營養(yǎng)物質(zhì)，這種取向排列的管狀結(jié)構(gòu)使木材多個性能呈各向異性，并賦予材料獨特功能特性。借鑒樹木的結(jié)構(gòu)，材料學家設(shè)計和制備了多種具有各向異性的材料。 鑒于聚合物基微孔材料在電磁屏蔽/吸波領(lǐng)域的應(yīng)用前景，最近四川大學高分子研究所劉鵬波教授、鄒華維教授團隊采用定向冰晶模板法，通過控制冰晶的生長方向，制備出具有定向有序通孔結(jié)構(gòu)的各向異性聚酰亞胺/…

一種新方法規(guī)?；a(chǎn)FGS，并為高性能聚合物納米復合材料提供了良好的應(yīng)用潛力。 石墨烯的應(yīng)用需要一種高產(chǎn)量，低成本，可擴展的生產(chǎn)方法，但仍具有很高的挑戰(zhàn)性。本文，復旦大學高分子科學系、聚合物分子工程國家重點實驗室盧紅斌課題組在《J. Appl. Polym. Sci》期刊發(fā)表名為“High‐yield water‐phase exfoliated few‐defect graphene for high performance polymer nanocomposites”的論文，研究報告一種水…

隨著電子器件向著小型化、高功率密度的方向發(fā)展，如何有效的將高性能集成電路運行過程中產(chǎn)生的熱量及時的傳導出去，成為亟待解決的問題。其中，熱界面材料作為集成電路中的散熱部件，其熱導率的高低直接決定了散熱的效率。石墨烯是由sp2雜化的碳原子組成的単分子層，其理論面內(nèi)熱導率高達5000 W/M·K。因此，被認為是制備熱界面材料的理想材料之一。但是，制備高質(zhì)量的石墨烯垂直陣列并將其用于熱界面材料仍然是未解決的問題。 北京大學張錦院士與中科院北京工程熱物理研究所張航研究員合作，采用電場輔助等離子體增強氣相沉…

一種新穎且簡便的限域膨脹法制備高取向石墨（CEG）氣凝膠 石墨烯具有非常優(yōu)秀的熱導率、電導率等性能，常被用作聚合物材料的改性添加劑，用來改善聚合物的熱性能、電學性能、力學性能乃至綜合性能，從而大幅度拓展聚合物復合材料的應(yīng)用領(lǐng)域。然而石墨烯這類二維片層填料在聚合物基體中容易沿水平方向發(fā)生自發(fā)取向，且使填料實現(xiàn)水平取向的制備工藝比較簡便，使得制備水平方向高導熱復合材料比較容易，制備垂直方向高導熱的聚合物復合材料難度則比較高。 從現(xiàn)有的研究中可以看出，制備垂直方向高導熱的復合材料的難度明顯高于制備水平…

受鋰電池工作原理的啟發(fā)，中國科學院光電技術(shù)研究所前沿科學與技術(shù)研究院與新加坡國立大學、國防科技大學的研究人員合作構(gòu)建了類似于鋰離子電池的石墨烯插層器件。在保持石墨烯二維結(jié)構(gòu)的前提下，將鋰金屬插入石墨烯范德瓦爾斯層間，形成具有超分子結(jié)構(gòu)鋰石墨烯插層材料。鋰金屬的嵌入可以精確調(diào)控石墨烯中電子帶間、帶內(nèi)躍遷過程以及電子-聲子相互作用過程，進而實現(xiàn)石墨烯二次諧波特性可控調(diào)控。 研究人員調(diào)節(jié)石墨烯層間鋰離子的數(shù)量，實現(xiàn)了對石墨烯二次諧波信號的可控調(diào)控。與傳統(tǒng)的電場調(diào)控、表面摻雜等方法相比，插層調(diào)控具有調(diào)控…

利用垂直石墨烯納米片的特殊結(jié)構(gòu)，促進紫外LED器件散熱的新方法 成果簡介 以氮化鋁（AlN）、氮化鎵（GaN）為代表的第三代半導體材料，因其優(yōu)異的性能在LED（Light Emitting Diode）發(fā)光二極管等光電器件領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。在目前市場上，大部分LED器件是在藍寶石襯底上外延獲得的。由于藍寶石襯底的熱導率低，導致LED器件在使用過程存在嚴重的散熱問題。熱量的產(chǎn)生會帶來一系列問題，包括器件能耗增加、效率降低、使用壽命縮短等。尤其對大功率LED器件，高的工作電流使得散熱問題尤為突出，…

柔性電子器件在健康監(jiān)測、傳感皮膚、植入式器件等領(lǐng)域發(fā)揮著不可忽視的作用，其中，水凝膠由于其生物相容性、柔韌性以及人體組織般的機械性能而被認為是一種有吸引力的候選材料。通過整合導電填料，如碳納米管（CNT）、石墨烯、金屬納米線和導電聚合物，這些水凝膠可以被賦予更好的電性能。 此外，為了很好地匹配皮膚和設(shè)備之間的相互作用，這些導電水凝膠中的一些還通過添加天然和合成粘合劑而具有粘合性能。盡管取得了許多進展，這些水凝膠由于其脆弱的性質(zhì)，在保持良好的穩(wěn)定性方面仍然面臨著巨大的挑戰(zhàn)。在實際應(yīng)用中，不受控制的…

2018 年 3 月，就讀于 MIT 攻讀博士學位的中科大少年班畢業(yè)生曹原，發(fā)表了兩篇 Nature 論文，報道石墨烯超導的重大發(fā)現(xiàn)。 當年 12 月 18 日，曹原登上 Nature 年度科學人物榜首。   所謂物極必反。一個月后，曹原受到了來自母校教授的 diss。 2019 年 1 月 17 日，中科大教授吳明衛(wèi)在微博上講了兩件事。曹原在中科大做報告時，對提問中的物理問題一問三不知；曹原上過他的課，但他對曹原毫無印象，曹原也沒有通過他的課程?；谝陨蟽牲c，吳明衛(wèi)教授認為曹原的物理…