国外石墨烯行业最新动态(12.11-12.22):从煤中提取石墨烯?石墨烯膜可人工设计?石墨烯纳米油墨生物打印出现?
时间:2017-12-25
作者:
来源:新材料在线
1.石墨烯有助于推动可穿戴电子设备发展
剑桥大学最新研发出一种将石墨烯直接印刷到织物上提供集成电子电路的方法,带着这种电路的衣服在穿洗方面不受影响,可应用于可穿戴式能量收集和储存,具有很大商业潜力。
他们借用数字纺织品印花技术,与石墨烯打印结合在一起,在纺织品上印刷出整个电子集成电路。因为这种印刷方法采用的油墨在分层排列时比较复杂,所以需要坚固层并可重复进行。尽管有这些缺点,这个方法依旧是值得推崇的,因为过程可拓展,且在复杂性和实用性等方面的发展没有很大的局限性。
2.怀俄明大学的研究人员从煤中提取石墨烯
怀俄明州有一项“碳工程协议”旨在鼓励研究人员从煤炭出发,开发新产品新方向。现今,已有怀俄明大学的研究人员研究从煤中提取石墨烯的方法。
一般燃烧碳燃烧的都是煤中的固定碳,但这项研究决定不把它们烧掉,从固定碳和无机灰分出发,用它们长出石墨烯。研究人员将这些剩余部分惊醒高温石墨化,提取出石墨材料,再利用不同的方法合成氧化石墨烯和碳纳米管等物质。这项研究在未来将会把怀俄明州廉价而丰富的原料煤转化为更有价值和多用途的石墨烯。
3.加州大学提出制备石墨烯纳米带的新方法,适合工业量产化
以往制备石墨烯纳米带的方法中存在一些问题,如纳米带宽度不一致导致纳米带间隙值不均,这些制造方法是很粗糙的。如今加州大学洛杉矶分校的化学家开发出一种生产石墨烯纳米带的新方法,类似于炭化聚合物,成品的形成度很高,具有很好的工业可操作性。
他们先合成四种不同的无色分子晶体,将分子锁定在预定的方向进行反应,再用光线将分子缝合成聚合物。然后在只含氩气的烘箱中,将其加热到600摄氏度,在此作用下聚合物成键并形成纳米带的形状:由碳原子组成的六边形环和沿着碳带边缘的氢原子。之后通过辐照检测证明,这些石墨烯带的形成度很好。
4.迄今为止最长的石墨烯纳米带被合成出来
西班牙阿朗索公司的化学家用迭代过程合成出了迄今为止最长的石墨烯纳米带,7.7纳米长度中包含了30个稠合芳族环。他们用类似于乐高积木的方法将两个分子积木和一系列迭代去保护缩合反应,最终成功制得三个纳米带,分别为2.9、5.3 和 7.7纳米,它们都在含氯溶剂中可溶,也可用急骤层析提纯。当用核磁共振在室温下表征时发现它们的带隙跟无机半导体黑磷或硒化镓类似。
5.新型石墨烯纳米油墨的发现将助力生物医用领域的发展
德国柏林自由大学的研究人员发明了一种获得导电、可水处理且具有生物活性的石墨烯纳米油墨的简单方法,这种新方法所获得的油墨不仅具有优异的电子细胞活性,同时对传统的涂层印刷工艺也有较好的适应性。
石墨烯纳米油墨具有高导电性、柔韧性、化学和生物稳定性等优异性能,并且在液相中很易生成二维导电纳米粒子,在医学柔性生物器件中极有发展前景。但在石墨烯中大分子无法被有效分散,使具有生物活性和稳定性的油墨制备困难。但研究人员将具有生物相容性和多价态的电解质附着到石墨烯表面,使得石墨烯在水和生物液体中的稳定性得到了加强。这种方法较廉价且可扩展,也许在未来会成为医学生物研究中一个有用的强大工具。
6.美国名校联合造出人造石墨烯
一支由哥伦比亚大学、普林斯顿大学、普渡大学和意大利理工学院的研究者组成的队伍设计出人造石墨烯,研究者可通过设计它的蜂巢晶格来调节材料的电子行为。
天然石墨烯只有一种原子排列,晶格中原子的位置是固定的,在石墨烯上进行实验会被这些条件所约束。于是他们在半导体砷化镓材料的基础上设计出一种分层结构,使电子在非常窄的层间运动并形成二维片状结构,然后用纳米刻蚀创造出一个个六方晶格,使晶格的电子被限制在横向运动。经过测试,这种方法制得的样品具有石墨烯性能,而且由于量子点之间的间距比天然石墨烯中的原子间间距大得多,所以研究人员可在磁场的作用下观察到更为奇特的量子现象。这个里程碑标志了凝聚态物质科学和纳米加工领域的新技术的出现,可以帮助我们更快开发更好的电子交换机、晶体管等。
7.碳纳米管“毡”提升陶瓷材料强度
德国Kiel大学和意大利Trento大学的科学家成功制得碳纳米管和陶瓷材料的结合材料,复合材料能够兼顾两者原本优异性能。他们研发的新方法——湿法化学渗透法——将代替以往的化学连接,将为工业生产带来新动力。
他们利用建筑原理,先制备出陶瓷骨架,使碳纳米线在微观上缠绕陶瓷材料,再使用化学蚀刻工艺溶解陶瓷脚手架,留下一个精细的三维管网。通过这种方式,研究人员能够增加毛毡表面积创造更多的反应机会。除此,三维结构内部的巨大空腔可以填充聚合物,从而提供一种可改变其性能但不改变其分子结构的机械连接的方式。用这种方法制出的陶瓷材料承重从50克变为7.5公斤,可见这种方法极具前景。
8.为石墨烯镀金属膜,表面材料有了新选择
美国艾姆斯实验室的科学家们发现了一种将金属和石墨烯结合的新方法,可将各种各样的金属材料和石墨结合起来,对量子计算,太阳能电池,催化作用和传感效应等多种应用意义非凡。
石墨烯和其他材料结合在一起可使组装过程更加可控。科研人员用磁性的稀土金属镝对顶层的大块石墨进行轰击,使表面逐渐产生缺陷,然后在高温下进行金属沉积,从而将镝成功封装。金属镝只在石墨层表面聚集,形成纯金属膜,这和以往金属嵌入石墨烯结构完全不同,这是制作表面材料的新突破。
友情链接:
1.最近一周(12.04-12.10)石墨烯国外行业动态:富士通制出全球热导最好的碳纳米管板/不会开裂的石墨烯基晶体管问世/石墨烯纳米发电机实现高效无线传输
2.国外石墨烯动态(11.26-12.4):三星电池采用石墨烯球状颗粒实现更快充电/石墨烯的热振能发电/自旋存储时代利器出现
3.石墨烯应用化研究国外进展(11.19-11.25):石墨烯分子筛可滤溶剂/巴基纸传感器灵敏度提高1.75倍/石墨烯量子点结合助力LED屏发展
4.最近一周(11.13-11.18)国外石墨烯应用频出亮点:比铜更牛的碳管纤维天线/解决发热难题的石墨烯晶体管/纳米线低能耗滤水器
5.Magic!近两周(11.01-11.12)国外石墨烯领域频获进展,石墨烯表征临时国际标准出台/六方金刚石形成假说被验证/快速测定石墨烯模量的新方法诞生
6.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
7.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”
8.国外最近(0910-0925)石墨烯动态汇总:稀土金属有望被代替/石墨烯袋将变革生物表征技术/替代OLED的石墨烯产品出现
9.纯石墨烯在康涅狄格大学诞生/石墨烯淡化海水成效显著/石墨烯进军天文领域/碳材料最新一周汇总(8.29-9.9)
10.2017上半年国外石墨烯重大技术突破汇总:有哪些新变革?
更多国外新材料最新资讯,请猛戳并关注“材料科技在线”媒体号!!!