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碳材料国外最新一周(10.7-10.15)动态汇总: 双壁碳纳米管首次实现分离/石墨烯自折叠技术出炉
1. 莱斯大学开发一种环保催化剂:双面石墨烯电极

【据phys网站10月6日报道】莱斯大学的化学家发明了一种石墨烯催化剂,可将水分解成氢气和氧气,这种催化材料非常廉价,可能会成为未来燃料电池产氢的实用组件。


这种催化剂是通过激光诱导石墨烯(LIG)制成,它的边缘与底层都具有表面化学活性,可与空气直接接触,所以用它制成的催化剂是具有双面电催化性的。这种催化剂对水的分解通过两个步骤达成,分别是氢气的提取和氧的进化。研究团队说,这种LIG催化剂比现有的催化剂都要好,会促进分离器的发展进程。

2. 切伦科夫量子效应的提出或将奠定石墨烯领域的光电子学

【据nanotechweb网站10月6日报道】多年之前,就已经发现石墨烯及其衍生物会发出可见光和红外光,现在加拿大和塞尔维亚的研究人员将这种现象归因于二维量子切伦科夫效应,他们进行了一系列的实验研究,使石墨烯的发光过程能更好地被控制。


研究团队从单层和少量纯石墨烯层样品中制作了场效应晶体管,在不同的电压下对石墨烯薄片发射的光谱进行成像和测量。他们发现电压施加在石墨烯上的电极激发的发光是稳定和可重复的。FET的测试显示在每个器件之间变化的波长处的发射光谱具有两个峰值,且发射光的强度随载流子的数量密度而增加。


该团队提出了一个可以解释所有这些结果的机制—二维量子切伦科夫效应,目前打算通过再做一些实验来进一步支持他们的结论。他们说,这一理论对弄清石墨烯中的发光谜团非常重要,也将可能开创新型石墨烯领域的光电子学。
3. 新型石墨烯成型技术出炉,可完全保留石墨烯超强性能

【据phys网站10月9日报道】尽管石墨烯的应用一直很热,但到目前为止,大多数方法涉及将片材蚀刻或施加到符合期望形状的基底,这种方法的效果非常不理想。但现在约翰•霍普金斯大学和麻省理工学院的研究团队已经找到了一种使平板石墨烯自我折叠成三维几何形状的方法。


这种新方法采用一种微图案技术,可以使二维石墨烯薄片在加热时沿着预先指定的路径弯曲,从而使片材成型。这种方法类似于传统的手工折纸成型,它保留了石墨烯的固有特性,而这恰恰是我们所需要的。通过创建这种实用的3-D结构,该团队认为,他们的技术将可以制造出在活体内部使用的可穿戴电子设备和传感器,或许将引入一个新穿戴时代。

4. 珍珠质石墨烯复合材料,强、韧两不误!

【据nanotechweb网站10月9日报道】美国弗吉尼亚大学的一个团队由石墨烯和铝制成了与珍珠岩具有相同类型结构的复合材料,具有比各组分更高的强度和韧性,可能用于追求轻质化的汽车行业和对韧性有要求的电子行业。


一种材料同时具备硬和韧两种性质是很难得的,珍珠质就是其中难得的一位,它的结构很特殊,层状硬霰石片晶嵌入有机生物聚合物基质中形成硬/软/硬的层状结构。研究人员仿造这种结构制备出了Al /石墨烯/ Al2O3复合材料,其中氧化铝是辅助增强剂,用于弥补石墨烯的降解。各层材料的模量和延展性是不相匹配的,所以它们之间以机械铰和形式紧密结合起来,这种行为像硬砖和较软的Al金属层结合,是一个与珍珠层非常相似的结构,同时兼具了强度和韧性两个性质。
5.绿色发展,来源于废石墨的低成本锂电池

【据phys网站 10月11日报道】当今是否存在着可替代锂离子电池原料的材料呢?答案是肯定的,Empa和苏黎世研究人员发现,或许我们可以使用废石墨和废金属生产来电池。


传统的锂离子电池中石墨是作为阳极,但是研究人员却将锂离子电池的原理做了颠倒,他们把石墨用作阴极,金属用做阳极。在研究中发现,钢铁生产中生产出的废石墨(被称为“漂浮石墨”)是一种很好的阴极材料,因为石墨的边缘看起来就像是一堆纸的边缘。其中,离子可以很容易地在其边缘处移动,因此相对较厚的阴离子则会很容易地滑入结构中,使电导效率更高。并且这种废石墨制成的石墨阴极电池可以在日常家庭使用中持续数十年,具有更高的性价比。

6.比碳纳米管更耐高温,新型材料助力超声速飞机制造迈出历史性的一步

【据sciencedaily网站10月10日报道】美国宇航局和宾汉姆顿大学(纽约州立大学)的研究人员最近研发出一种氮化硼纳米管材料,可使飞机飞行时间大大缩短,这个项目由美国空军资助,是研发可承受超音速飞行材料的第一步。


耐高温是建造飞行材料的重要要求。碳纳米管已广泛用于制造飞机,它可以在温度高达400℃下保持性质稳定,而氮化硼纳米管可以承受高达900℃的温度,并且仍能承受极大的压力,质量也小。但目前氮化硼纳米管成本太高,真正使用在飞机上可能还需要5到10年的时间才能实现。

7.最新Nature:纳米材料的新发现!双壁碳纳米管的分离技术

【据nanotechweb网站10月12日报道】德国的研究人员根据双碳纳米管内、外壁电子类型(半导体或金属)首次完成了双壁碳纳米管(DWCNTs)的分离。如今,用这种方法分离不同类型的碳纳米管意味着可以更详细地研究这些材料。这对于新型设备的发展是至关重要的。


碳纳米管的内外壁可以是金属性(M)的或半导体性(S)的,内壁外壁之间物理性能和电学性能的耦合必将会产生新的特性。双壁碳纳米管由两层同心的碳管包裹而成,它们之间不仅仅是两种单壁碳纳米管的简单组合。M@M型双壁碳纳米管中存在超导性,S@S型双壁碳纳米管可以作为生物和化学的传感器,在此之前,科学家们只能根据它们的外壁电子类型分离双壁碳管。


现在研究人员利用表面活性剂结构的差异,使被活性物质包覆的碳纳米管与其他介质(如凝胶柱)进行相互作用,成功地对双壁纳米管进行了分离。这种方法不仅可以在水溶液中将未分类的双壁碳管分开,而且还可以将自身分解为两个单壁碳管。

友情链接:

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