中國粉體網(wǎng)訊 石墨烯前沿最新綜述精選。
大連化物所石墨烯氣凝膠應(yīng)用于高體積比能量鋰硫電池研究獲進(jìn)展
中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所二維材料與能源器件創(chuàng)新特區(qū)研究組研究員吳忠?guī)泩F(tuán)隊(duì)發(fā)展了一種三維石墨烯/納米碳管多孔氣凝膠材料，并將其應(yīng)用于鋰硫電池的硫單質(zhì)載體和中間層一體化正極，獲得高體積能量密度和優(yōu)異循環(huán)穩(wěn)定性的鋰硫電池。相關(guān)研究成果發(fā)表在《納米能源》（Nano Energy）上。
該一體化正極材料具有高的壓實(shí)密度、優(yōu)異導(dǎo)電性、良好的機(jī)械柔性，不僅實(shí)現(xiàn)了高的體積硫載量（1.64g/cm3），顯著提高了鋰硫電池的體積能量密度（1615Ah/L），而且有效地抑制了多硫化物穿梭的效應(yīng)。在2C的大電流密度的條件下，電池能夠穩(wěn)定循環(huán)500圈，且容量幾乎沒有衰減，表現(xiàn)出優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性。這種硫單質(zhì)載體和中間層一體化正極結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)策略為構(gòu)建高體積能量密度、長循環(huán)壽命的鋰硫電池提供了新的思路。
Small Methods：面向能源領(lǐng)域的石墨烯可控生長和結(jié)構(gòu)調(diào)控
中國科學(xué)院化學(xué)研究所于貴研究員課題組在Small Methods上發(fā)表了題為“Recent Advances in Growth and Modification of Graphene〣ased Energy Materials: From Chemical Vapor Deposition to Reduction of Graphene Oxide”的綜述文章，系統(tǒng)分析了近年來化學(xué)氣相沉積法和氧化還原法制備的石墨烯運(yùn)用在不同能源器件中（太陽能電池、鋰離子電池、超級(jí)電容器以及電催化水分解）的性能差異。
該文章首先概述了化學(xué)氣相沉積和氧化還原法所制備的石墨烯的差別；同時(shí)解釋了采用這兩種方法作為案列的原因。以量化的方式對(duì)比說明這兩種方法制備的石墨烯在能源器件中引起的性能差異，并且介紹了一些高效的石墨烯修飾（堆疊、摻雜、復(fù)合和3D結(jié)構(gòu)）技術(shù)以抵消相應(yīng)制備方法所引入的缺陷。對(duì)這兩種方法制備的石墨烯的相似之處做了簡單介紹，指出其在柔性供能器件領(lǐng)域的突破。最后，對(duì)石墨烯在能源領(lǐng)域的應(yīng)用做了總結(jié)和展望，提出現(xiàn)階段制備的石墨烯在能源領(lǐng)域應(yīng)用的問題，并嘗試給出可能的解決方法�；谠摼C述的歸納和闡述，作者希望能為從事石墨烯合成、電池、電催化等相關(guān)領(lǐng)域的工作者提供有價(jià)值的指導(dǎo)，從而進(jìn)一步促進(jìn)石墨烯基能源材料的合理制備和高效廣泛應(yīng)用。
中南大學(xué)鄭俊超團(tuán)隊(duì)在《Advanced Energy Materials》發(fā)布最新科研成果
中南大學(xué)冶金與環(huán)境學(xué)院鄭俊超團(tuán)隊(duì)在國際頂級(jí)期刊《Advanced Energy Materials》(IF=21.875，JCR一區(qū))上，以“Graphene Wrapped FeSe2Nano㎝icrospheres with High Pseudocapacitive Contribution for Enhanced Na㊣on Storage”為題，首次報(bào)道了一種石墨烯彌散嵌布在電極材料硒化亞鐵中，并形成一種毛刺球狀的納微結(jié)構(gòu)球體，將其應(yīng)用于鈉離子電池中，研究發(fā)現(xiàn)這種結(jié)構(gòu)非常有利于帶電粒子的遷移，并且這種特殊結(jié)構(gòu)引起的高贗電容特性，能極大的提升材料的倍率性能和循環(huán)穩(wěn)定性，這一研究對(duì)設(shè)計(jì)新型大倍率充放電材料具有一定的指導(dǎo)意義。
耐1000℃高溫抗-269℃極寒 南開大學(xué)團(tuán)隊(duì)研獲石墨烯“太空海綿”
南開大學(xué)化學(xué)學(xué)院陳永勝教授團(tuán)隊(duì)研獲了一種新型三維石墨烯材料，可在4K(約-269℃)深低溫到1273K(約1000℃)高溫區(qū)間保持良好的穩(wěn)定性和高彈性。這種新型“太空海綿”在極端條件下的生產(chǎn)與實(shí)驗(yàn)、航天裝備制造等領(lǐng)域具有良好應(yīng)用前景。日前，介紹該成果的論文發(fā)表于國際知名學(xué)術(shù)刊物《科學(xué)進(jìn)展》(Science Advances)上。
三維石墨烯材料的制備及微觀結(jié)構(gòu)
該團(tuán)隊(duì)研獲的三維石墨烯材料，由無序排列的單層石墨烯片通過共價(jià)鍵化學(xué)交聯(lián)而構(gòu)成，在低至液氦溫區(qū)的極端低溫條件下具有與室溫下相同的力學(xué)性能，包括高度可回復(fù)的超級(jí)彈性，不變的楊氏模量(描述固體材料抵抗形變能力的物理量)，近零泊松比(反映材料橫向變形的彈性常數(shù))以及出色的抗疲勞性能。團(tuán)隊(duì)研究人員指出，目前，尚無任何其他材料具有此種低溫超級(jí)彈性性能以及4K至1273K溫度范圍內(nèi)不受溫度影響的彈性及力學(xué)性能的報(bào)道。
石墨烯又一重磅研究：助力甲狀腺結(jié)節(jié)治療，拓展臨床新應(yīng)用
4月28日，由烯旺新材料科技股份有限公司主辦的醫(yī)療戰(zhàn)略研討會(huì)暨新品發(fā)布會(huì)上，發(fā)布了一項(xiàng)針對(duì)甲狀腺結(jié)節(jié)治療的石墨烯溫?zé)岑煼ㄑ芯砍晒�，結(jié)果顯示，石墨烯熱療法可縮小良性甲狀腺結(jié)節(jié)的最大直徑和最大橫截面面積，對(duì)甲狀腺功能無明顯影響，具有良好的應(yīng)用前景，該研究結(jié)果發(fā)表在《中國醫(yī)學(xué)物理學(xué)雜志》上。
該研究收納了來自保定市第一醫(yī)院體檢科檢出的甲狀腺結(jié)節(jié)患者共97例（男28例，女69例）。研究結(jié)果顯示，在對(duì)治療組使用石墨烯護(hù)頸帶進(jìn)行120天的治療觀察后，對(duì)照組對(duì)比實(shí)驗(yàn)前后的結(jié)節(jié)最大直徑與最大橫截面面積，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>O.05），而治療組的甲狀腺最大直徑減小0.17±0.13cm，甲狀腺結(jié)節(jié)最大橫截面積減小0.41±0.45cm，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。
半導(dǎo)體所等在石墨烯上外延深紫外LED研究中取得新進(jìn)展
中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所照明研發(fā)中心與北京大學(xué)納米化學(xué)研究中心、北京石墨烯研究院劉忠范團(tuán)隊(duì)合作，開發(fā)出了石墨烯/藍(lán)寶石新型外延襯底，并提出了等離子體預(yù)處理改性石墨烯，促進(jìn)AlN薄膜生長實(shí)現(xiàn)深紫外LED的新策略。通過DFT計(jì)算發(fā)現(xiàn)，等離子體預(yù)處理向石墨烯中引入的吡咯氮，可以有效促進(jìn)AlN薄膜的成核生長。在較短的時(shí)間內(nèi)即可獲得高品質(zhì)AlN薄膜，其具有低應(yīng)力、較低的位錯(cuò)密度，深紫外LED器件表現(xiàn)出了良好的器件性能。
石墨烯上AlN成核示意圖及深紫外LED器件結(jié)果
同時(shí)，魏同波與劉忠范團(tuán)隊(duì)合作提出了石墨烯/NPSS納米圖形襯底外延AlN的生長模型，理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了石墨烯表面金屬原子遷移增強(qiáng)規(guī)律，石墨烯使NPSS上AlN的合并時(shí)間縮短三分之二，同時(shí)深紫外LED功率得到明顯提高，使深紫外光源有望成為石墨烯產(chǎn)業(yè)化的一個(gè)突破口。
此外，針對(duì)深紫外發(fā)光器件中p型摻雜國際技術(shù)難題，劉志強(qiáng)提出了缺陷共振態(tài)p型摻雜新機(jī)制，該方法基于能帶調(diào)控，獲得高效受主離化率的同時(shí)，維持了較高的空穴遷移率，實(shí)現(xiàn)了0.16 Ω.cm的p型氮化鎵電導(dǎo)率，為后續(xù)石墨烯在深紫外器件透明電極中的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。
資料來源：大連化學(xué)物理研究所、materials views china、生物谷、中南大學(xué)、南開新聞網(wǎng)、中國科學(xué)院
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/三昧）
