相变材料(PCMs)在热能存储和热管理应用方面展现出巨大潜力。然而,其实际应用受到固有挑战的限制,包括导热率低以及液态相变材料泄漏等问题。气凝胶封装已成为克服这些问题的有效策略。然而,传统气凝胶无序的孔隙结构严重阻碍了热传导。本文,华东理工大学 郭卫红 教授等在《ACS Appl. Energy Mater》期刊发表名为“Biomimetic Fabrication of Multi-Scale Graphene Aerogel-Encapsulated Phase-Change Materials for Enhanced Thermal Energy Storage ”的论文,研究受自然界叶脉结构的启发,我们通过定向冷冻法制备了一种用于PCM封装的多尺度石墨烯/银纳米线气凝胶。?
快充能力已成为锂离子电池(LIBs)——尤其是电动汽车用电池——的一项关键要求。然而,传统石墨负极在高倍率条件下存在锂扩散动力学缓慢及显著的界面极化问题,导致倍率性能不佳。本文,清华大学深圳国际研究生院康飞宇 教授、Ze Qin、Huiyu Liang等在《Carbon》期刊发表题为“Polarization reduction through P-doped carbon coatings for fast-charging graphite anodes”的论文,研究提出通过喷雾干燥造粒及后续热解工艺,成功制备了具有P掺杂硬碳涂层的石墨二次颗粒。喷雾干燥造粒工艺增强了石墨的各向同性,缩短了锂传输路径;而磷掺杂硬质碳层则通过增大层间距,加速了锂扩散并缓解了浓度极化。?
2026年6月23日,伊拉克巴格达大学的Amjed Sabah Kamil Janabi(通讯作者)在《Next Materials》期刊上发表题为"Flash Joule heating synthesis of water hyacinth-derived graphene-like carbon for efficient Cr (III) removal: Integrated batch, fluidized bed, and artificial neural network modeling approach"的研究论文。该研究针对水体中难降解、易生物富集的三价铬Cr(III)污染问题,以入侵植物水葫芦为原料,通过"热解碳化+闪蒸焦耳热(FJH)"两步法,在约2秒的电脉冲热冲击下将生物质碳重构为类石墨烯多孔碳(WHAF),比表面积从23.9 m2/g提升至101.9 m2/g;优化条件下批式吸附去除率超过95%,并在连续流化床反应器中验证了放大可行性,进一步引入人工神经网络(ANN)实现去除效率的精准预测(R≈1),打通了"材料合成—反应器设计—智能建模"的全链条。
柔性可穿戴天线是实现身体域网络(WBAN)与可穿戴医疗成像设备实时无线数据传输的核心器件;然而传统金属(铜/银)导电贴片在反复弯折下易出现疲劳断裂,且与生物组织共形适配性不足,难以满足 5G 高频段下可穿戴与生物医学双场景的应用需求。
硬碳(HC)因微晶石墨区与纳米孔腔结构,被认为是钠离子电池(SIBs)的关键负极材料,但其平台区可逆容量有限,限制了电池能量密度。传统杂原子掺杂虽可提高容量,却往往导致初始库仑效率(ICE)偏低,并将高容量贡献移至斜坡区。
人工智能、自动驾驶、夜视等现代信息技术的发展,对光电探测提出了越来越高的要求。一个"理想"的光电探测器需要同时具备三项能力:宽波段响应、媲美甚至超越生物视觉的灵敏度,以及可用于大面积、低成本量产的可规模化集成。然而现有技术方案各有短板:硅基探测器主导可见与近红外波段,但响应在 1100 nm 以上被彻底截断;InGaAs 等窄带隙半导体虽能延伸到短波红外,却工艺复杂、与 CMOS 兼容性差;雪崩光电二极管灵敏度高,但通常需要 42 V 以上的高工作电压,难以片上集成与微型化。
碳基导电剂(炭黑、石墨)在锂离子电池中存在电子电导弱、添加量较高的问题,制约了高倍率性能与长循环稳定性;单壁碳纳米管与石墨烯虽本征电导优异,但单一 CNT 易团聚、单一石墨烯片层易堆叠,难以单独构建高效贯通的三维导电网络。本文,昆明理工大学蔡金明 教授等在《Langmuir》期刊发表名为"Dispersion Guided Assembly of rGO/CNT Hybrids with Interlayer Bridging for Three-Dimensional Conductive Networks in Lithium-Ion Batteries"的论文,研究一种界面共分散策略,用于调控氧化石墨烯(GO)和羟基化碳纳米管(CNT-OH)的组装,从而形成rGO/dCNT导电结构。与含氧官能团相关的界面相互作用促进了GO和CNT-OH在水介质中的均匀共分散,同时部分羟基化的CNT预先插层于相邻GO薄片之间,形成了层间插层-桥接结构。
IT之家 7 月 11 日消息,长期以来,在摩擦学领域存在一个普遍认知:碳材料在摩擦滑动过程中通常会发生石墨化相变,而金刚石的形成则被认为几乎不可能。
高效甲烷存储一直是吸附天然气(ANG)技术走向实用化的根本性挑战,其核心难点在于难以同时实现高的质量存储容量与体积存储容量。本文,南京大学吴兴龙团队在《Advanced Materials》期刊发表名为"Directed Construction of Hierarchical Porous Carbon With Ultrahigh Surface Area for High-Density Methane Storage at Room Temperature"的论文,研究提出了一种定向材料设计策略,将分子前驱体的拓扑结构与多孔碳中缺陷演化及分级孔道形成相关联。通过利用氰基离子液体阴离子独特的热解拓扑行为,研究团队在碳骨架中"编程"缺陷密度,并借助化学活化引导微?介孔架构的发育,制备出一种具有超高比表面积和分级多孔结构的碳材料。该材料在298 K、100 bar条件下实现0.48 g g?1的质量吸附容量,体积吸附容量在振实密度0.337 g cm?3下达228 cm3(STP)cm?3,在压实密度0.407 g cm?3下进一步提升至275 cm3(STP)cm?3。该工作建立了一种通过拓扑编程缺陷与孔道层级来构筑高性能多孔碳的普适性范式,对能源存储与气体吸附技术具有重要意义。