山东大学电气工程学院博士后,中国复材学会介电高分子复合材料及应用专委会委员,主要从事极端环境电工材料优化设计与电工装备多场耦合分析研究。近年来主持博士后特别资助项目1项、山东省博士后创新项目1项,在国内外重要学术期刊与会议上共发表论文40余篇,其中SCI收录16篇,EI期刊10篇,发明专利9项。
在电子设备微型化、晶体管集成度激增的趋势下,单位面积输出功率大幅提升,芯片工作温度过高成为影响其可靠性与寿命的关键问题。热界面材料(TIMs)作为填充芯片与散热器间隙的核心部件,需同时满足高垂直热导率(κ⊥)、低接触热阻(Rc)、低压缩模量、良好柔顺性及优异界面匹配性等多重要求。然而传统 TIMs 面临严峻技术瓶颈:一是热导率与接触热阻难以协同优化,硅酮类导热膏虽界面接触性好,但聚合物基体导热率极低(<17W/(m?K));二是相变材料(PCMs)虽具备良好润湿性和高储热能力,但自身导热率仅 1-10 W/(m?K),且易泄漏;三是纳米碳材料(如石墨烯、碳纳米管)虽导热性能优异,但存在显著各向异性,需精准控制取向与分布才能实现高效散热,且与基体结合后易因刚性导致界面接触不良。因此,开发兼具超高导热率、超低接触热阻、无泄漏及长效稳定性的新型 TIMs,成为解决高功率电子设备散热难题的核心突破口。
目前,锂离子电池回收技术主要围绕正极材料中有价金属(如钴、镍、锂等)的提取与再利用,而对负极石墨材料的规模化高效回收仍处于早期探索阶段。尽管石墨的市场价值低于正极贵金属,但其生产需经过高温石墨化等高能耗、高成本环节,且石墨本身属于不可再生资源。若不能实现废旧石墨的有效再生,每年将产生数百万吨固体废弃物,加剧资源浪费与环境污染。
有埃尺度、零维孔隙的石墨烯,因其优异的渗透性和分子筛分潜力,为气体分离提供了一个极具前景的平台。本文提出一种动态调控氮(N)功能化石墨烯孔隙的策略,实现了从氮气(N?)中选择性分离氧气(O?)。由于O?和N?的动力学直径相近,该分离极具挑战性。作者利用孔边缘功能基团的异质性来调控孔隙限制直径(PLD)。通过简单的热退火处理,可以将孔边缘的伯胺基团转化为晶格掺入的氮。转化程度随温度变化,从而调控胺-CO?复合物产生的空间位阻,并进而调节PLD,以利于O?的渗透。所得膜展现出优异的O?/N?分离性能,O?渗透率接近2500 GPU,O?/N?选择性超过10,显著优于现有最先进的膜。这为从空气中高效、模块化生产O?提供了有吸引力的方案,并可将化工行业天然气燃烧炉的燃料消耗降低约60%。
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。