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。
钒-铈液流电池(V-Ce RFBs)因具有比全钒体系更高的工作电压和更低的材料成本,被视为大规模储能领域极具潜力的替代方案。然而,其实际应用长期受限于正极Ce3?/Ce??氧化还原反应的迟缓动力学,且已有改进策略在强酸性条件下往往仅能带来有限的性能提升,稳定性难以满足长周期运行要求。如何同时兼顾高催化活性与强酸环境下的耐腐蚀稳定性,是V-Ce RFBs正极电催化剂设计的核心矛盾。本文,中国科学院赣江创新研究院黄小磊研究员等在《Small》期刊发表名为"Interfacial Charge Transfer Activates Graphene Shells for High-Efficiency and Durable Vanadium-Cerium Redox Flow Batteries"的论文,研究开发了一种由石墨烯壳层包覆铁钴合金纳米颗粒构成的新型电催化剂(FeCo@Gr),用于V-Ce RFBs正极,通过核-壳界面的电荷转移激活石墨烯壳层,实现了高效且耐久的Ce3?/Ce??电催化。
铜粉作为电子与制造领域不可或缺的基础原材料,面临表面极易快速氧化的固有难题,严重制约其储存、加工与服役稳定性。石墨烯包覆是提升铜粉抗氧化性的有效策略,但常规化学气相沉积(CVD)方法在粉末体系上面临三大瓶颈:高温下颗粒易烧结、前驱体难以高效传输至粉床内部导致覆盖率低、以及单层生长的自限制效应难以实现少层可控沉积。如何突破前驱体在粉末床中的传质受限与颗粒防烧结难题,实现公斤级规模化、高覆盖、少层石墨烯包覆铜粉的可控制备,是推动石墨烯-金属复合材料走向实际应用的关键。本文,北京石墨烯研究院刘忠范院士团队等在《Small》期刊发表名为"Kilogram-Scale Synthesis of Few-Layer Graphene-Skinned Copper Powders via Pulsed-Pressure Chemical Vapor Deposition"的论文,研究提出一种可规模化的脉冲压力CVD(pulsed-pressure CVD)策略,实现了公斤级少层石墨烯包覆铜粉的可控制备。
先进电子设备与航空航天系统对多功能轻质材料提出了迫切需求,亟需同时具备高效电磁波吸收与热管理能力的复合气凝胶。然而,单一石墨烯气凝胶面临阻抗失配、低频吸收弱、热导率与隔热难以兼顾等瓶颈,而纤维素纳米晶(CNC)虽可调控介电性能、提供丰富极化位点与低热导,但其与石墨烯的协同构效关系与微结构工程化调控仍不明确。本文,北京科技大学冯黛丽 教授、冯妍卉 教授等在《Carbon》期刊发表名为"Hierarchical cellulose nanocrystals/graphene aerogels with engineered microstructures for high-efficiency electromagnetic absorption and thermal management"的论文,研究通过工程化微结构设计构建分级纤维素纳米晶/石墨烯(CNC/GA)复合气凝胶,实现了电磁波高效吸收与热管理的协同集成。