石墨烯

石墨烯纤维是石墨烯片沿轴向有序堆积排列而成的连续相组装材料，是由浙江大学高分子系高超教授团队于2011年首次提出并率先制备的高性能多功能新型碳基纤维，具有高导电、高导热、低密度等特性，在柔性导线、超级电容器、太阳能电池、锂电池、传感器等方面展现出诱人的前景，成为新的学术研究热点。不同于以往的碳质纤维，石墨烯纤维的构筑基元是具有良好的导电、导热、机械强度等性能的二维晶体石墨烯，纤维的内部结构三维有序、致密均一，有潜力将碳质纤维的性能推向一个新阶段。石墨烯纤维制备的主要原料是氧化石墨烯，其组装方法多…

2019年6月26日，日本名古屋大学和京都大学的研究团队在聚合稠环芳烃可控合成石墨烯纳米带领域取得突破性进展。研究者们研发了一种活性成环共轭延展聚合（APEX）反应，通过改变引发剂与单体浓度比、引发剂结构、反应条件实现了合成结构和长度均可控的石墨烯纳米带。相关工作已发表在《自然》期刊上。 本文首次报道了一种合成结构、宽度及长度均可控的石墨烯纳米带聚合方法。该法有望为研究石墨烯纳米带长度对其理化性质的影响奠定材料基础。 遗憾的是：2020年9月18日，《Nature》发表社论关切该论文MALDI-…

石墨烯作为一种新型碳材料，其独特的二维蜂窝状晶体结构衍生出许多奇特的电学和力学性能。目前而言，石墨烯的合成主要通过剥离石墨来实现，在该过程中往往需要大量的溶剂以及强机械剪切和电化学处理。为了促进剥离，将石墨烯进行化学氧化，变成氧化石墨烯，之后对其还原获得剥离的石墨烯。这一过程往往需要苛刻的氧化剂，并且通过这一方法获得的石墨烯产率往往比较低。 近日，美国莱斯大学Boris I.Yakobson和James M. Tour教授课题组在石墨烯高效合成方面取得重要进展。为解决石墨烯产率低的问题，Duy …

近日，北京化工大学材料学院潘凯研究员在国际权威期刊《Advanced Functional Materials》（IF= 16.836）上发表了题为“1D/2D Nanomaterials Synergistic, Compressible, and Response Rapidly 3D Graphene Aerogel for Piezoresistive Sensor”的研究论文，设计了一种新型的具有3D互连的分层微观结构的纳米纤维增强石墨烯气凝胶。 石墨烯气凝胶通常通过氧化石墨烯的还原与…

如同计算机中成千上万相互作用的微小电子元器件，人体数以亿计的神经元，通过体内电学微环境的作用，相互连通成为神经网络，产生并传导生物电信号，来控制人体的各种生理功能。 近年来，神经组织工程领域一直致力开发基于导电材料的三维仿生支架，模拟体内复杂的微环境，构建并引导神经干细胞和原代神经元的层次性生长。相关研究已表明，适宜的电刺激（ES）能够有效地激活受损神经元，引导神经突的定向生长和分化，从而促进神经再生。但是，在组织工程应用中，电刺激的施加，必须依托于导电材料的优良导电性。因此，构建仿生三维支架的…

随着高功率、高集成度电子器件以及智能穿戴设备等的快速发展，越来越趋于小型化、轻量化、高效化，对电子器件的功率密度及高效热管理系统的要求越来越高，在工作过程中会产生大量的热，这些热量如不及时排除，将会严重影响到电子器部件的工作稳定性和安全可靠性。为满足特定的技术要求，在很多应用场合需要具备高度各向异性的高导热和导电柔性材料，高导热性作为散热器件可以大幅度降低器件内部或表面温度，进而高效、经济地利用热量，同时各向异性导电性可消除特定方向上的静电，为安全提供保障。目前，开发高各向异性的导热和导电柔性聚…

石墨烯具有极其出色的力学性能，受到了学术界和工业界的广泛关注。例如，石墨烯在拉伸载荷下，理论模量和理论强度分别可达1 TPa和130 GPa。然而，它在压缩载荷下的力学性能却鲜有提及和关注。这也许是因为人们都默认它和大多数材料一样，在拉-压载荷下的力学性能是对称的吧。事实真的是这样吗？ 近日，香港理工大学姚海民课题组和中科院宁波材料所陈涛课题组合作，发现了石墨烯堆叠聚集体(stacked graphene assembly ,简称SGA)在拉伸和压缩时的力学性能并不对称。他们进而巧妙地利用了该特…

石墨烯和氧化石墨烯（GO）结构的控制与其在聚合物中的分散稳定性息息相关，对其研究与应用都至关重要。然而，由于当前GO的制备方法不尽相同，其氧化程度与微观结构可能有很大的差异，例如尺寸、官能团组成和分布等等。这也带来了在多数研究中的GO表征结果如此不确定的问题，导致GO在复合材料中的团聚现象一直难以科学地解决。因此，将GO纳米片的结构和成分特性与其在复合物中的最终形态联系起来是一项艰巨而具有重要意义的任务。分子模拟为研究这一问题提供了有力的手段，可以通过控制GO的组成和结构来监测GO的热力学稳定性…

以锂离子电池、超级电容器为代表的储能器件，在新能源、交通、通信、电子、航天航空等领域获得了广泛的应用。探索性能卓越的新型电极材料，对于解决能量转换和存储至关重要。锂电池能量密度高，但功率密度偏低；而超级电容器功率密度高，但能量密度过低。如何发展兼具高能量密度和高功率密度，超越这两类储能器件的储能极限，一直以来是化学储能领域极具挑战的难题。 超级电容器主要有两种能量存储机制，电化学双层电容（Electrical Double Layer Capacitance，简称EDLC）以及赝电容（Pseud…

钻石恒久远，一颗永流传。当这一颗颗光芒闪耀的碳晶体见证着一场场或长或短或欢或悲的爱情时，你可曾想过，即便是贵为自然之瑰宝（商业营销之宠儿）的钻石，也从来不是完美无瑕的。 完美？不存在的！ 自16世纪以来，晶体这个概念便慢慢进入了人类的视野。 起初，人们只是发现某些矿物盐，或者石头的碎片，虽不论大小，却总具有相似的形状以及规则的边角。 直到1912年，Max von Laue利用X射线衍射首次证明，晶体的规则形貌实际来源于内部原子和分子的有序排列 （并因此荣获1914年诺贝尔物理学奖）。 晶体充斥…