为解决工业合成气中CO2/H2分离难题,Dong 等人通过真空过滤和浸渍法制备了一系列石墨烯氧化物(GO)限制离子液体(ILs)膜(GO-ILM),选取 8种不同咪唑类ILs调控膜的界面性质和纳米通道尺寸;该类膜突破了Robeson 上限,其中含C1mimBF4的GO-ILM实现最高CO2渗透系数(13.85 GPU),含C4mimBF4的GO-ILM达到最高CO2/H2选择性(13.58),且对CO/N2(44.82)和CO2/CH4(75.45)也表现出优异选择性;研究通过表征和密度泛函理论(DFT)计算揭示,IL与CO?的结合能及受限通道尺寸是影响分离性能的核心因素,纳米受限ILs的致密堆积可阻挡H2传输并提升CO2溶解度与渗透性,为高性能 CO2捕获膜的设计提供了新方法。
柔性轻质基底对新一代太阳能电池至关重要,其不仅拓展了应用场景,更显著降低了制造、物流及运营成本。然而,多数聚合物材料缺乏薄膜光伏工艺所需的热稳定性和机械稳定性。本文,里约热内卢天主教大学Luciana Dornelas Pinto等研究人员在《ACS Appl. Polym. Mater》期刊发表名为“Graphene-Reinforced PVC/PMMA Flexible Substrates for Thin-Film Solar Cells”的论文,研究开发并表征了经石墨烯改性的PVC/PMMA/DOP聚合物共混物,将其作为III-V族薄膜光伏的柔性基底。
痤疮是一种常见的慢性皮肤炎症性疾病,全球约2.3亿人受其困扰,其中超过85%为青少年。该病主要由痤疮丙酸杆菌过度增殖引发,常导致皮脂腺堵塞、炎症反应及免疫失调,严重者可遗留色素沉着和永久性瘢痕,对患者心理健康造成负面影响。传统一线治疗包括外用抗生素、维A酸和过氧化苯甲酰,但长期应用抗生素导致细菌耐药性日益严重,疗效显著下降;口服异维A酸虽有效,却存在致畸等严重副作用。光热疗法作为新兴替代方案,利用近红外光激发光热剂产生局部高温杀灭细菌,但单一光热疗法需70°C以上高温才能彻底清除病灶细菌,易损伤周围健康组织;而50°C以下的温和加热又无法有效杀菌,甚至可能诱导细菌表达热休克蛋白,增强其耐热性。因此,开发一种既能规避抗生素耐药、又能避免高温损伤的非抗生素联合治疗策略,成为痤疮治疗领域的迫切需求。
柔性应变传感器在各类高科技领域具有广阔的应用前景,近年来备受关注;然而,在兼顾高性能与简易低成本制造方面仍面临挑战。
可集成的高性能三维微型超级电容器(MSCs)的开发为微型化储能技术带来希望,但需要先进的器件架构和可靠紧凑的制造平台。本文,广东以色列理工学院Woo Jin Hyun副教授《ACS Appl. Energy Mater》期刊发表名为“3D Aerosol-Jet-Printable Graphene Microsupercapacitor Arrays with Hollow Pillar Electrodes for High Voltage and Integration Density”的论文,研究提出采用气溶胶喷射可打印的中空柱状电极(HPEs)构建三维石墨烯超级电容器,实现高集成密度的高压阵列。
人类皮肤具有复杂的分层结构,其上分布着多样化的感觉受体,使我们在与环境交互时能够感知丰富的多模态信息。这种生物学范式启发了先进多模态柔性传感器和智能机器人系统的研发。本文,北京航空航天大学文力 教授等在《ADVANCED INTELLIGENT SYSTEMS》期刊发表名为“A Multimodal Laser-Induced Graphene-Based Flexible Sensor for Soft Robotic Hand Environmental Perception”的论文,研究提出提出一种基于激光诱导石墨烯(LIG)的新型多模态柔性传感器(MLFS),通过激光加工技术快速制备具有可调特性的LIG功能层。通过整合摩擦电与压阻机制,该柔性传感器可全面检测邻近及接触刺激,提供灵敏可靠的环境反馈。
硅(Si)作为高能量密度锂离子电池(LIBs)最具前景的负极材料之一,因其在循环过程中体积变化显著而面临商业化挑战。将非晶硅纳米颗粒(SiNP)嵌入多孔碳基体已成为缓解此问题的有效策略,特别是通过近期开发的以硅烷为前驱体的化学气相沉积(CVD)途径。碳骨架的结构特性——如孔径、孔体积和比表面积——至关重要。本文,武汉理工大学屈德宇 教授、刘丹 副教授等在《ACS Appl. Energy Mater 》期刊发表名为“Optimization of Porous Structure on Carbon Host for Silicon/Carbon Anodes in High-Capacity Lithium-Ion Batteries”的论文,研究采用三种模型碳载体:具有单分散微孔的沸石模板碳(ZTC)、均匀分布4.9纳米介孔的CMK-3,以及具有单分散8.3纳米介孔的有序介孔碳(OMC-8)。系统研究了碳载体的多孔结构对硅/碳(Si/C)负极性能的影响。
弹性导电纤维对下一代可穿戴电子设备至关重要,而同时实现可拉伸性、耐久性和传感性能仍是当前面临的挑战。本文,福建理工大学 Xiangfang Peng、陈汀杰副教授等研究人员在《Carbon》期刊发表名为“Scalable wet-spinning of multifunctional carbon black-expanded graphite/thermoplastic polyurethane fibers for high-sensitivity wearable sensing and visibility”的论文,研究提提出一种可扩展的湿法纺丝策略,在热塑性聚氨酯(TPU)基体中制备由炭黑与膨胀石墨(CB-EG)复合材料构成的超高弹性导电纤维。
本文,越南芹苴大学To Giang Tran等在《ACS Appl. Energy Mater》期刊发表名为“Preparation of SnO/SnO2@C Composites Exploiting Nypa fruticans Shell-Derived Cellulose toward Green Anode Materials for Li-Ion Batteries”的论文,研究提出一种简便方法,采用水热法制备由水椰子壳(SOC)衍生的SnO、SnO?与碳组成的复合材料。