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国外石墨烯最新动态(9.26-10.7):纳米纤维改善碳电极/热处理可控石墨烯层间压力制备天然“压缩机”
发布:lee_9124   时间:2017/10/8 20:38:09   阅读:1137 
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1. 最新Nature:蜂蜜可用来控制石墨烯的电流和电压特性
 
【据phys网站9月22日报道】查理德.奥多涅斯博士在生病期间发现治病用的蜂蜜可控制石墨烯的电流和电压特性,它可在石墨烯表面产生一种纳米级别的双电子层,能用于石墨烯的双极电波输送。
 
他们在研究用石墨烯晶体管制介电材料时,试图通过添加糖和去离子水来控制离子组成,从而降低水的导电性。然而漏电较多,效果不尽如意,于是他们决定加入蜂蜜作顶栅电介质,结果出乎意料地好。传统的电解栅极晶体管是用离子凝胶材料制成的,但合成过程往往不容易掌握,而且有毒。但蜂蜜则完全不同,不仅材料相似,更重要的是安全、廉价且易于使用。蜂蜜的使用是制备离子凝胶的中间步骤,很有可能会替代某些特定的应用。
 
目前他们试图以蜂蜜为基体的石墨烯产品用于快速成型技术装置,从而可以从结果出发,轻松快速的重新制造设备。
 
 
2. 多孔石墨烯加速能源革命
 
【据materialstoday网站9月27日报道】寻找一种可以储存大量电荷并可以迅速释放能量的材料是具有挑战性的。但现在来自加利福尼亚大学、湖南大学、和沙特国王大学的研究人员,制备了三维多孔石墨烯网络,加入Nb2O5后表现得类似于纳米导电支架,克服了上述问题,现已做出了初步的材料——石墨烯—Nb2O5纳米复合材料。
 
这种Nb2O5纳米复合材料中的石墨烯结构是电子传输的框架,可调节的孔隙可使离子的快速移动。所以研究团队通过设计孔隙率使复合结构优化后的电荷传输具有高容量和大电流密度的能力,获得了高性能电极材料的较大突破。
 
一般来说,多孔石墨烯结构导致电极变厚,扩散被限制,在高功率密度下工作将会变得很糟糕。但石墨烯/ Nb2O5纳米复合材料能够更有效地提供电荷,促进电荷传输,即使是厚电极,高质量负荷下容量保持率和电流密度依旧可以保持较高的数值。因此,这样的多孔石墨烯具有很高的电子和离子导电率,可以提供高速能量储存。
 
 
3. 石墨烯一反常态,堆垛成“金字塔”,究竟有何奥秘?
 
【据sciencedaily网站9月26日报道】芬兰和台湾的研究人员发现使用激光可以将石墨烯(单原子薄层碳)锻造成三维体。
 
实验团队负责人称这种技术为光学锻造技术,因为该工艺类似于用金属锤将金属锻造成3D形状。其中激光束就是将石墨烯锻造成3D形状的锤子,该技术的优点是迅速且容易使用而且不需要任何额外的化学品或加工工艺。他们制得“金字塔”后曾一度想找到掺入石墨烯中化学物质的痕迹,但是什么都找不到,经过进一步检测他们发现,“金字塔”结构是缺陷导致,并不是化学催化剂的作用。目前结果显示,新型3D石墨烯非常稳定,它的电子与光学性质不同于普通2D石墨烯,其他性能还在进一步检测中。
 
 
4. 如果这一工艺被提前开发,Note7也就不会出事故——纳米纤维改善活性碳电极
 
【据IEEE SPECTRUM 网站9月29日报道】很长一段时间里活性碳一直是电极材料的不二之选,但德雷克塞尔大学和坦普尔大学的研究人员却开始研发“活性碳替代物”这一具有挑战性的项目。不过他们并不打算完全放弃活性碳,他们想使用纳米材料来使活性碳的性能变得更优异。
 
研究人员使用电纺丝碳纳米纤维和凝胶而不是采用电解质溶液(易燃易爆)来制备超级电容器,使固态电极更安全稳定。 研究中最关键的技术突破是,纳米纤维消除了过去用于制备活性碳电极所需的粘合剂的加工流程,回避了上述粘合剂所带来的电极缺陷问题,并获得了更加开放的大孔结构。
 
固体介质中的离子传输速度要比液体介质中的传输速度慢几个数量级,导致电极性能显著降低是它的一个大难题,但研究团队依旧很好地解决了这个问题,他们通过将熔融的离子盐固定在良好的聚合物(固体)网络中,使固体介质中的离子传输速度与液体电解质中离子的传输速度相当。可以说,这种固态设备在不降低性能的前提下,消除了储能装置易燃的现象,在未来将有机会成为优秀的智能材料。
 
 
5. 不可思议,木浆材料能让汽车变得更轻更高效更环保
 
【据BBC网站9月29日报道】在未来,汽车零部件可以用一种令人意想不到的材料制成——木头。日本的研究人员正在努力从木浆中提取创造出一种可以在未来十年内替代汽车中钢部构件的坚固材料,目前已从木浆得到和钢一样结实,重量还能比钢材轻80%的材料。
 
但是木质材料不能很好地代替发动机旁边的金属部件,所以研究团队试图用耐高温的塑料做替代物。他们将数百万碳纳米纤维(CNFs)分散在塑料中,制造出一种坚固的复合材料可以替代汽车零部件中的钢材。使用这种材料最大的好处之一就是在未来大约5年内将很可能代替钢材,使汽车重量骤降。而且该材料在高性能跑车中备受推崇,废品可降解,十分环保,在英法严格执行环保法的的大环境下前景可观。


6. 熊本大学最新研究成果: 通过调控热来控制氧化石墨烯片层间压力

【据phys网站10月2日报道】日本熊本大学的研究小组发现,通过简单的堆积氧化石墨烯薄片可以产生压力,如果再进行热处理,将减少层间距离并进一步提高压力,这是一种不消耗大量能源且能应用高压的创新方法。

氧化石墨烯片层的表面和边缘含有许多含氧官能团,研究小组发现,如果对氧化石墨烯的片层进行热处理,氧官能团会被逐渐消除,从而可以实现层间距的变小,氧化石墨烯纳米片的层间距减少会带来的压力增加。这意味着层间的压力值可以通过热处理温度来调节。研究团队的某讲授说,层间距所带来的压力增加可用作对薄片间物质加压的压缩机,而由这种技术产生的高压在通常情况下不消耗大量的能量是无法获得。



来源:材料科技在线
 
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