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隊發(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密度、優(yōu)異導(dǎo)電性、良好的機械柔性，不僅實現(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用在不同能源器件中（太陽能電池、鋰離子電池、超級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；同時解釋了采用這兩種方法作為案列的原因。以量化的方式對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值的指導(dǎo)，從而進一步促進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)鄭俊超團隊在《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)院鄭俊超團隊在國際頂級期刊《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，這一研究對設(shè)計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)團隊研獲石墨烯“太空海綿”
南開大學(xué)化學(xué)學(xué)院陳永勝教授團隊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)與實驗、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)進展》(Science Advances)上。
三維石墨烯材料的制備及微觀結(jié)構(gòu)
該團隊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。團隊研究人員指出，目前，尚無任何其他材料具有此種低溫超級彈性性能以及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)略研討會暨新品發(fā)布會上，發(fā)布了一項針對甲狀腺結(jié)節(jié)治療的石墨烯溫熱療法研究成果，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，在對治療組使用石墨烯護頸帶進行120天的治療觀察后，對照組對比實驗前后的結(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隊合作，開發(fā)出了石墨烯/藍寶石新型外延襯底，并提出了等離子體預(yù)處理改性石墨烯，促進AlN薄膜生長實現(xiàn)深紫外LED的新策略。通過DFT計算發(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AlN薄膜的成核生長。在較短的時間內(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，魏同波與劉忠范團隊合作提出了石墨烯/NPSS納米圖形襯底外延AlN的生長模型，理論計算和實驗驗證了石墨烯表面金屬原子遷移增強規(guī)律，石墨烯使NPSS上AlN的合并時間縮短三分之二，同時深紫外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)化的一個突破口。
此外，針對深紫外發(fā)光器件中p型摻雜國際技術(shù)難題，劉志強提出了缺陷共振態(tài)p型摻雜新機制，該方法基于能帶調(diào)控，獲得高效受主離化率的同時，維持了較高的空穴遷移率，實現(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）
