柔性钙钛矿太阳能电池(FPSCs)因在蓬勃发展的柔性电子学和便携设备领域具有巨大潜力,引发了广泛的研究热潮。尽管已有大量研究聚焦于FPSCs的性能、柔韧性及稳定性,但三者协同提升仍极具挑战。本文,中国科学院物理所周维亚 研究员在《J. Mater. Chem. A》期刊发表名为“Lightweight and ultra-flexible perovskite solar cells with a “sandwich” perovskite layer based on graphene–carbon nanotube electrodes”的论文,研究成功制备出兼具高性能与卓越稳定性的轻质超柔性钙钛矿太阳能电池(LWUF PSC)。
相变材料在热能存储与管理领域具有广阔的应用前景。然而,其导热性低、液体渗漏及固态刚度高等问题制约了实际应用。本文,北京科技大学黄秀兵 教授团队在《Nanoscale Horiz》期刊发表名为“Highly-oriented graphite/polyimide–carbon nanotube supported composite phase change materials with high thermal conductivity and photothermal conversion performance”的论文,研究采用双重封装策略,以高取向石墨框架(HOGF)为大框架,聚酰亚胺/碳纳米管(PI/CNT)气凝胶为小框架,构建出具有高导热性的取向碳骨架。经正十八烷(OD)浸渍处理后,成功制备出兼具双向高导热性、高储热能力和优异光热性能的复合相变材料(OHPC-x)。
为应对日益加剧的电磁、热能及声学污染问题,本文,安徽工业大学张贺新 教授、刘明凯 教授、韩国庆北大学KeunByoung Yoon等研究人员在《ADVANCED FUNCTIONAL MATERIALS》期刊发表名为“Facile Fabrication of Ultralight Magnetic Graphene/Hollow Microsphere Aerogels for High Performance Shielding of Electromagnetic Wave, Heat, and Sound”的论文,研究提出一种可扩展策略,直接构建具有双层结构的超轻(33.1 mg cm?³)多功能气凝胶。该气凝胶通过整合FeCo包覆空心微球(FeCo@HM)与还原氧化石墨烯(rGO)网络制备而成。所得材料在多个方面展现出卓越性能:80 wt.% FeCo@HM复合材料的比电磁屏蔽效能(SSE)达3931.5 dB cm² g?¹,其中74.8%的屏蔽效果源于吸收作用。
基于多模无芯光纤(MCF)尖端结构中的表面等离子体共振(SPR)原理,本文,上海理工大学卜胜利 教授提出《SENSOR ACTUAT B-CHEM》期刊发表名为“High-performance wearable respiratory sensor based on graphene-oxide-functionalized fiber tip”的论文,研究开发了一种紧凑型高性能光纤传感器,用于湿度与呼吸监测。通过简便的静电层层自组装技术,在探针表面功能化氧化石墨烯(GO)及Fe?O?纳米粒子掺杂氧化石墨烯(MGO),成功形成具有高亲水性与大比表面积的均匀GO/MGO交替多层结构。
快速城市化显著增加了建筑能耗,其中热管理系统是主要驱动因素。本文,中南大学银恺 教授团队在《Chemical Engineering Journal》期刊发表名为“Dual-mode year-round efficient thermal management using radiative cooling and laser-induced graphene heating”的论文,研究提出一种双模式热管理材料——即Janus混合功能热管理材料(J-HFTMM)以应对这一挑战。该材料将堆叠中空玻璃微球(HHGM)构成的辐射冷却层与飞秒激光诱导石墨烯(FLIG)构成的电热加热层相结合。
采用高性能可生物降解热电复合材料发电是一种可持续且极具前景的方法,可解决传统热电设备带来的环境问题。本文,新加坡国立大学Chaobin He等研究人员在《Small》期刊发表名为“High Thermoelectric Performance Carbon Nanotube/Polycaprolactone Composites for Sustainable Energy Harvesting”的论文,研究报道了一种基于单壁碳纳米管(SWCNT)的热电复合材料,采用可生物降解的聚己内酯(PCL)作为基体,显著提升了热电性能:当SWCNT质量分数达90%时,功率因子提升至439 µW m?1 K?2 。
高性能气凝胶材料在极端寒冷环境中维持人体热舒适性方面备受期待。然而,开发兼具轻质、机械强韧且能为人体保暖的此类材料仍面临巨大挑战。本文,东华大学丁彬 教授团队在《Mater Today》期刊发表名为“Stiff-Soft synergistic aerogel fibers/nanonets triggered stretchable fiber/graphene oxide meta-aerogel for high-performance personal heating”的论文,研究提出通过三维(3D)电纺/网状自组装策略,直接合成了具有拓扑气凝胶纤维/纳米网结构的可拉伸超材料气凝胶。
氧化石墨烯 (Graphene Oxide, GO) 是具有丰富含氧官能团、高比表面积的二维材料,其一直都是光催化、传感器和水领域的重要基础。近年来,多功能氧化石墨烯结构设计、修饰相关的研究也取得了一系列的进展,在染料废水处理中展现出优异的性能与广阔的应用前景。来自宁波大学物理科学与技术学院的微纳系统表面物理团队在 Inorganics 发表了研究文章,介绍了采用氨基水热法制备了还原性氧化石墨烯 (AH-rGO) 膜,并首次应用于混合染料分离。这些膜可以选择性地回收高价值染料,同时解决传统膜材料在处理混合染料废水时往往相互矛盾的渗透性和选择性平衡的技术挑战。
提高碳基超级电容器的体积能量/功率密度对于微型电子设备、可穿戴设备和电动汽车等空间受限的应用至关重要。尽管还原氧化石墨烯气凝胶因其高比表面积、优异导电性和可调孔隙率而成为极具前景的电极材料,但传统合成方法在同时实现高密度与多孔结构方面仍面临挑战。