手性可控石墨烯纳米带制备成功

正近日,中国科学院上海微系统与信息技术研究所研究员王浩敏团队关于六角氮化硼(h-BN)的研究取得新进展,首次在其表面成功制备出手性可控的石墨烯纳米带(GNR),并进行了输运性质研究。GNR是一种准一维的石墨烯纳米结构,不仅具有高迁移率和载流能力,而且由于量子限域和边缘效应,能够开启带隙。这些特性使GNR有望成为包括纳米尺度场效应晶体管、自旋电子器件等的候选材料。然而,在绝缘衬底表面,可控地制备具有锯齿型或扶手椅型两类边缘特异性的亚     

我国成为石墨烯基础研究领域领跑者

正中航工业航材院在国际石墨烯研究领域首创"烯合金"材料,这一具有里程碑意义的重大自主创新,不但发明了一类具有优异性能的新型高端合金材料,也使我国成为石墨烯材料科学前沿基础和应用研究的领跑者。石墨烯纳米片是由sp2杂化碳原子组成的单原子层厚度的二维材料,其展现出一系列不同寻常的物理性能。石墨烯纳米片因其特殊的二维结构.引起了物理、化学和材料学界研究者的极大兴趣。石墨烯是理想的复合材料纳米填料.由于其具有高强度.如何利用其来提高复合材料的强度成为研究热点。     

福建省石墨烯产业现状及发展建议

石墨烯是世界上已知的强度最高、韧性最好、重量最轻、透光率最高、最好的纳米导电材料,具有广阔的市场前景;福建省具备发展石墨烯产业的产业基础。文章分析了福建省石墨烯产业环境、产业发展优势及劣势,提出了福建省石墨烯产业发展建议。     

纳米包装纸在包装印刷领域中的应用

诞生于20世纪80年代末并迅速崛起的纳米高新科技，已在印刷等诸多行业中发挥重大作用。如今，纳米科技的研究应用主要在纳米级结构材料(即纳米材料)方面，纳米材料是指其晶粒大小在1～100nm范围的物质。研究表明，当材料粒子进入纳米级粒子时，其本身就具有量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应等特性。由于纳米粒子的尺寸已接近光的波长，加上其具有大表面的特殊效应，因此其所表现的特性如熔点、磁性、光学、导热、导电特性等往往不同于该物质在整体状态时所表现的特性。     

纳米结构碳膜的横向载流电接触特性研究

针对非晶碳膜和石墨烯纳晶碳膜两种不同纳米结构碳膜，通过导电金刚石与碳膜接触在薄膜内部产生横向载流，利用电接触纳米压痕测试研究得到石墨烯纳晶碳膜在力电耦合下具有良好的力学和电学稳定性。电流密度对两种纳米结构碳膜的力学性能的影响结果表明：非晶碳膜在电流密度增加时产生结构转变，使其力学性能增加，而石墨烯纳晶碳膜则由于原子密度低，导电性好，在电接触下表现出稳定的力学性能。电接触下的碳膜电学特性研究表明：探针与碳膜接触界面存异质结。随着外加电场强度的增加，两种碳膜的电势势垒呈线性增加；随着载荷增加，材料应变使非晶碳膜电势势垒呈线性增加；而石墨烯纳晶碳膜受应力作用下的能带调制作用较弱，电势势垒稳定，并且由于其扩散电导率较高，在电接触卸载中的电流滞后效应较弱。研究结果为纳米结构碳膜在电接触器件表面的应用提供理论基础。     

石墨烯纳米结构中负微分电阻效应研究

由于石墨烯具有高电子迁移率的特性,可以用来制备高频电子器件。利用传输矩阵方法,对石墨烯p-n结及方形势垒纳米结构中的负微分电阻效应进行了研究。证实了石墨烯p-n结中负微分电阻现象比传统半导体中的幅度要小,石墨烯中Klein隧穿过程的存在使负能量范围内的空穴对电流产生影响。石墨烯纳米方形势垒中发生负微分电阻效应的位置在费米面附近,势垒宽度越大,对载流子的阻挡越大,负微分电阻效应越明显。     

石墨烯-铜复合材料的研究现状

石墨烯具有良好的导电、导热及机械性能,不仅可以作为各种功能材料的良好载体,还可以作为制备先进金属基复合材料的理想增强相,以提高金属材料的强度和韧性。此类复合材料作为活塞环或活塞销等高摩擦内燃机配件的制备基体具有良好的特性。本文总结了近几年来关于石墨烯-铜纳米复合材料的最新研究进展,主要从催化材料、润滑添加剂、传感器等实际应用方面讲述了不同方法制备铜纳米颗粒修饰石墨复合材料的发展.     

科学家原位实时观察硫化钼二维结构形成过程

正二维材料是目前材料研究的重要前沿方向。除石墨烯以外,人们发现不少化合物也可以形成二维结构,其中硫化钼(MoS_2)因其在储能、传感、光电及多相催化等方面具应用潜力,是近年来受到重视的二元体系之一。由于二维材料的理化性质对晶体结构、形貌乃至边缘原子的排列都非常敏感,因此在原子尺度上观察二维结构的形成具有重要的     

石墨烯作为润滑油添加剂的研究进展*

作为环境友好型材料,石墨烯超薄的片层结构、出色的力学性能、优异的耐高温和自润滑等性能使其在润滑油领域备受关注。综述石墨烯、功能化石墨烯(各种有机分子对石墨烯的共价和非共价修饰)和石墨烯与其他纳米粒子(氟元素、金属单质、金属化合物等)的复合材料作为润滑油添加剂的研究进展;归纳总结石墨烯的物理摩擦吸附膜、摩擦化学膜、自修复效应、复合材料滚珠效应等抗磨减摩机制;指出石墨烯添加剂目前研究存在的问题,如不同制备方法或不同功能化的石墨烯在润滑油中的最佳掺量及抗磨减摩性能存在较大的差异,不同结构的石墨烯润滑油添加剂在不同工况和不同润滑域中的抗磨减摩性能和机制研究还不够系统完善,石墨烯、功能化石墨烯、石墨烯复合材料的制备,基于分子动力学的理论设计研究较少;提出石墨烯添加剂研究的发展方向,如建立石墨烯润滑油添加剂结构与抗磨减摩性能关系的大数据模型,采用分子动力学等模型对新型高性能石墨烯润滑油添加剂的分子结构进行理论设计和可控合成。     

创新前沿

科学家用石墨烯纺成纳米级纤维最近,浙江大学高分子系高超教授的课题组证明:纳米级的氧化石墨烯片可以纺制成长达数米的宏观石墨烯纤维。所制备的纤维不但强度高,而且韧性好,可以打成结或者编织成导电的垫子。这种纤维可能是实现石墨烯在现实器件(例如柔性电池和太阳能电池)应用的关键材料。     

不同维度碳纳米材料对水润滑橡胶轴承摩擦磨损性能的影响

以碳纳米管(MWNT)、多层石墨烯(MLG)和纳米石墨(NG)为填料,采用溶液共混法制备3种不同维度碳纳米材料改性的丁腈橡胶基复合材料试样。在水润滑及重载工况下对3种材料进行摩擦磨损试验,结合摩擦因数、表面形貌和磨损量等参数的测试对材料的摩擦学性能进行比较,通过SEM电镜表征,揭示不同维度碳纳米填料的作用机制。结果表明:碳纳米材料的加入能够明显降低丁腈橡胶材料低速下的摩擦因数,提高其抗磨性能,其中三维结构纳米石墨的改性效果最优。3种碳纳米填料的作用机制分别为:一维碳纳米管因长径比大,易与橡胶分子形成物理交联点,并且起到微轴承作用;二维石墨烯易于脱落转移形成良好的固体润滑膜来改善摩擦磨损性能;三维纳米石墨由于颗粒的粗糙表面与橡胶基体相互嵌入,能增加黏附力,且能减少界面脱黏现象。     

少层氧化石墨烯材料的理化性能表征分析

氧化石墨烯材料具有优异的物理化学性质，在能源、环境、生物医药和传感器等众多领域具有广泛应用。氧化石墨烯材料表面具有丰富的电负性官能团，能够与活性组分通过化学耦合作用进行负载和分散，可有效提高复合材料的性能，被认为是理想的载体材料。国家标准定义少层石墨烯材料是3到10个完整的石墨烯层堆垛构成的二维材料。目前很少有文献系统报道少层氧化石墨烯材料的关键理化性能参数的表征分析。本研究基于超声辅助Hummers法制备了高质量少层氧化石墨烯材料，并依据先进表征技术测量分析了少层氧化石墨烯的物相组成、微观结构、厚度/层数、表面官能团、结构缺陷等关键理化性能参数，为氧化石墨烯材料的检测分析及下游粉体复合材料的应用研究提供了重要参考。     

石墨烯纳米孔传感器制造与单分子过孔形态检测

石墨烯是已知最薄的二维材料,其厚度仅为0.335 nm。与传统固态纳米孔相比,石墨烯纳米孔传感器具有极高的检测分辨率。通过MEMS工艺与二维材料湿法转移工艺组合制造出石墨烯薄膜芯片。其中,使用Raman和氦离子显微镜成像判别转移后石墨烯质量。随后,采用氦离子束刻蚀技术在单层石墨烯薄膜上制造出直径为20 nm的石墨烯纳米孔。测量出石墨烯纳米孔传感器电流-电压关系,与经典纳米孔电导理论符合。本论文研究表明单层石墨烯纳米孔传感器检测可检测出牛血清蛋白(Bovine serum albumin, BSA)水平,垂直和旋转三种过孔形态,阻塞电流值分别为1200 pA, 150 A, 650 pA。同时也辨识出多分子同时过孔信号,BSA分子排列成三角形状穿过石墨烯纳米孔。     

超薄二硫化钼强力挑战石墨烯

<正>英国南安普敦大学的一组研究人员开发出一种石墨烯的替代材料。除了与石墨烯一样具备极佳的导电性能和超强的硬度外,该材料还具备发光特性,目前已经能够实现超过1 000 m2的大面积生产,有望成为石墨烯有力的挑战者。石墨烯,这种由碳原子组成的单层材料,由于具备极其出色的机械和电气性能,正在越来越多的电子和机械设备中获得应用。如晶体管、开关、光源等设备中都能看到它的身影。     

石墨烯材料表面含氧官能团的表征研究

石墨烯是一种具有二维结构的新型碳纳米材料,特有的物理结构赋予其诸多优异性能。对石墨烯材料表面含氧官能团的类别和定性定量分析方法如傅里叶变换红外光谱法(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)和Boehm滴定法等进行了综述,结合3种表征技术分析了石墨烯材料表面含氧官能团的种类和含量     

纳米结构金属氧化物气敏材料的研究进展

具有纳米结构的金属氧化物由于纳米效应表现出了非常优异的气敏性能;以维度为线索,简要综述了零维、一维、二维和三维纳米结构金属氧化物气敏材料的制备方法和不同结构对其气敏性能的影响,最后指出了未来该领域的研究和发展方向。     

纳米改性减震型导电胶的研究

本文在导电胶中添加纳米镍粉或石墨烯,并进行了导电胶的减震性能、导电性能和剪切强度的测试与对比分析。结果表明,与未添加纳米改性剂的导电胶相比,复合添加纳米镍粉和石墨烯可使tanδ峰值增大,并使两个阻尼峰的宽度同时拓宽,减震性能提高;使导电胶的电导率提高10.5倍,使剪切强度提高47.3%;且复合添加的改善效果较单一添加纳米镍粉更好。     

石墨烯改性MS密封胶的制备和性能研究

以石墨烯作为增强材料制备了石墨烯/MS密封胶,研究了制备工艺、石墨烯的表面处理及含量对MS密封胶的性能影响规律。结果表明,石墨烯与基体树脂的预混合及SDBS处理对MS密封胶的改性效果最佳,随着石墨烯含量的增加,MS密封胶的力学强度、粘结性能、压缩回弹性能、导电性能、耐介质性能等均获得有效改进,且在石墨烯含量1.5wt%时材料具有最佳的机械力学性能。     

拓扑结构中边缘棋盘格式的光滑处理方法

拓扑优化是现代结构优化中不可缺少的一个重要环节.但由于用有限元法进行拓扑优化所得的梁结构往往具有棋盘格式,使其具有边缘不均匀、不光滑且非线性等缺点.针对这一问题,在这里提出了一种拓扑结构优化及梁结构棋盘格式边缘光滑处理的方法:首先利用ANSYS对平面板模型进行拓扑结构优化,得到具有棋盘格式梁结构的拓扑优化结果;然后利用最小二乘法建立边缘线性方程组以对拓扑优化结果进行光滑处理;最后通过光滑处理结果重构拓扑结构模型,并对其进行网格划分和有限元数值计算分析.分析结果表明,通过这种方法可以在原拓扑优化结果的基础上得到新的、有效可行的光滑拓扑结构,这为拓扑优化结构棋盘格式提供了一种简便且易于操作的光滑处理方法.     

石墨烯原子级层间剪切作用研究获进展

正中国科学院国家纳米科学中心纳米系统与多级次制造重点实验室研究员张忠、刘璐琪和清华大学教授徐志平合作,设计和发展了微纳鼓泡力学实验技术,精确表征了双层石墨烯层间的范德华剪切作用。二维材料表现出多种优异和新奇的特性,得到了广泛关注和研究。实际上,由于制备技术的限制或者功能设计的需要,目前在应用中单原子层的二维材料往往堆叠成多层结构,多层石墨烯/聚合物复合材料、多级次层状结构二维材料电容器、