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隊于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、超級電容器、太陽能電池、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。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、機械強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)的研究團隊在聚合稠環(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)條件實現(xiàn)了合成結(jié)構(gòu)和長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。 本文首次報道了一種合成結(jié)構(gòu)、寬度及長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度對其理化性質(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實現(xiàn)，在該過程中往往需要大量的溶劑以及強機械剪切和電化學(xué)處理。為了促進剝離，將石墨烯進行化學(xué)氧化，變成氧化石墨烯，之后對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…

如同計算機中成千上萬相互作用的微小電子元器件，人體數(shù)以億計的神經(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，來控制人體的各種生理功能。 近年來，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)干細胞和原代神經(jīng)元的層次性生長。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)突的定向生長和分化，從而促進神經(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，越來越趨于小型化、輕量化、高效化，對電子器件的功率密度及高效熱管理系統(tǒng)的要求越來越高，在工作過程中會產(chǎn)生大量的熱，這些熱量如不及時排除，將會嚴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，進而高效、經(jīng)濟地利用熱量，同時各向異性導(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，理論模量和理論強度分別可達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。這也許是因為人們都默認它和大多數(shù)材料一樣，在拉-壓載荷下的力學(xué)性能是對稱的吧。事實真的是這樣嗎？ 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 ,簡稱SGA)在拉伸和壓縮時的力學(xué)性能并不對稱。他們進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、官能團組成和分布等等。這也帶來了在多數(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)系起來是一項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)來監(jiān)測GO的熱力學(xué)穩(wěn)定性…

以鋰離子電池、超級電容器為代表的儲能器件，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，對于解決能量轉(zhuǎn)換和存儲至關(guān)重要。鋰電池能量密度高，但功率密度偏低；而超級電容器功率密度高，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，超越這兩類儲能器件的儲能極限，一直以來是化學(xué)儲能領(lǐng)域極具挑戰(zhàn)的難題。 超級電容器主要有兩種能量存儲機制，電化學(xué)雙層電容（Electrical Double Layer Capacitance，簡稱EDLC）以及贗電容（Pseud…

鉆石恒久遠，一顆永流傳。當(dāng)這一顆顆光芒閃耀的碳晶體見證著一場場或長或短或歡或悲的愛情時，你可曾想過，即便是貴為自然之瑰寶（商業(yè)營銷之寵兒）的鉆石，也從來不是完美無瑕的。 完美？不存在的！ 自16世紀以來，晶體這個概念便慢慢進入了人類的視野。 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)則形貌實際來源于內(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）。 晶體充斥…