石墨烯

一、背景介紹 電磁波在給人類生活帶來(lái)極大便利的同時(shí)，電磁輻射產(chǎn)生的危害不可忽視，如電子元器件之間的電磁干擾、電磁信息泄露和電磁波對(duì)人體的輻射等。同時(shí)，隨著世界各國(guó)的電子對(duì)抗技術(shù)、軍事信息化的不斷發(fā)展，以及各種新型雷達(dá)探測(cè)器相繼問(wèn)世，如何更好地隱蔽武器不被發(fā)現(xiàn)的隱身技術(shù)得到了世界各國(guó)的關(guān)注，吸波材料由此應(yīng)運(yùn)而生。 吸波材料是最早用于軍事上的隱身材料，能吸收、衰減入射的電磁波，并將其電磁能轉(zhuǎn)化為熱能耗散或使電磁波因干涉而消失的一類材料。當(dāng)有電磁波輻射到吸波材料的表面時(shí)，一部分入射到它的表面被吸收，另…

在2018年，麻省理工Pablo Jarillo-Herrero課題組將兩片石墨烯堆疊起來(lái)并旋轉(zhuǎn)~1.1°，于是發(fā)現(xiàn)了石墨烯新的電子態(tài)，可以簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)從絕緣體到超導(dǎo)體的轉(zhuǎn)變，開啟了非常規(guī)超導(dǎo)體研究的時(shí)代。這一轟動(dòng)性的發(fā)現(xiàn)由中國(guó)少年曹原作為第一作者背靠背發(fā)表了兩篇《Nature》，而那神奇的1.1°也被命名為“magic-angle”，即所謂的“魔角”。 從此之后，魔角石墨烯便一發(fā)不可收拾，接連登上《Nature》&《Science》，成為了國(guó)際前沿研究領(lǐng)域最熱門的話題。而在今年7月，魔角石…

大自然是人類的良師，自然界中天然材料具有的一些獨(dú)特結(jié)構(gòu)給材料學(xué)家?guī)?lái)了無(wú)限的設(shè)計(jì)靈感。樹木是一類典型的各向異性材料，它的內(nèi)部具有取向排列的管狀結(jié)構(gòu)，用來(lái)定向輸送水和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，這種取向排列的管狀結(jié)構(gòu)使木材多個(gè)性能呈各向異性，并賦予材料獨(dú)特功能特性。借鑒樹木的結(jié)構(gòu)，材料學(xué)家設(shè)計(jì)和制備了多種具有各向異性的材料。 鑒于聚合物基微孔材料在電磁屏蔽/吸波領(lǐng)域的應(yīng)用前景，最近四川大學(xué)高分子研究所劉鵬波教授、鄒華維教授團(tuán)隊(duì)采用定向冰晶模板法，通過(guò)控制冰晶的生長(zhǎng)方向，制備出具有定向有序通孔結(jié)構(gòu)的各向異性聚酰亞胺/…

一種新方法規(guī)?；a(chǎn)FGS，并為高性能聚合物納米復(fù)合材料提供了良好的應(yīng)用潛力。 石墨烯的應(yīng)用需要一種高產(chǎn)量，低成本，可擴(kuò)展的生產(chǎn)方法，但仍具有很高的挑戰(zhàn)性。本文，復(fù)旦大學(xué)高分子科學(xué)系、聚合物分子工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室盧紅斌課題組在《J. Appl. Polym. Sci》期刊發(fā)表名為“High‐yield water‐phase exfoliated few‐defect graphene for high performance polymer nanocomposites”的論文，研究報(bào)告一種水…

隨著電子器件向著小型化、高功率密度的方向發(fā)展，如何有效的將高性能集成電路運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的熱量及時(shí)的傳導(dǎo)出去，成為亟待解決的問(wèn)題。其中，熱界面材料作為集成電路中的散熱部件，其熱導(dǎo)率的高低直接決定了散熱的效率。石墨烯是由sp2雜化的碳原子組成的単分子層，其理論面內(nèi)熱導(dǎo)率高達(dá)5000 W/M·K。因此，被認(rèn)為是制備熱界面材料的理想材料之一。但是，制備高質(zhì)量的石墨烯垂直陣列并將其用于熱界面材料仍然是未解決的問(wèn)題。 北京大學(xué)張錦院士與中科院北京工程熱物理研究所張航研究員合作，采用電場(chǎng)輔助等離子體增強(qiáng)氣相沉…

一種新穎且簡(jiǎn)便的限域膨脹法制備高取向石墨（CEG）氣凝膠 石墨烯具有非常優(yōu)秀的熱導(dǎo)率、電導(dǎo)率等性能，常被用作聚合物材料的改性添加劑，用來(lái)改善聚合物的熱性能、電學(xué)性能、力學(xué)性能乃至綜合性能，從而大幅度拓展聚合物復(fù)合材料的應(yīng)用領(lǐng)域。然而石墨烯這類二維片層填料在聚合物基體中容易沿水平方向發(fā)生自發(fā)取向，且使填料實(shí)現(xiàn)水平取向的制備工藝比較簡(jiǎn)便，使得制備水平方向高導(dǎo)熱復(fù)合材料比較容易，制備垂直方向高導(dǎo)熱的聚合物復(fù)合材料難度則比較高。 從現(xiàn)有的研究中可以看出，制備垂直方向高導(dǎo)熱的復(fù)合材料的難度明顯高于制備水平…

受鋰電池工作原理的啟發(fā)，中國(guó)科學(xué)院光電技術(shù)研究所前沿科學(xué)與技術(shù)研究院與新加坡國(guó)立大學(xué)、國(guó)防科技大學(xué)的研究人員合作構(gòu)建了類似于鋰離子電池的石墨烯插層器件。在保持石墨烯二維結(jié)構(gòu)的前提下，將鋰金屬插入石墨烯范德瓦爾斯層間，形成具有超分子結(jié)構(gòu)鋰石墨烯插層材料。鋰金屬的嵌入可以精確調(diào)控石墨烯中電子帶間、帶內(nèi)躍遷過(guò)程以及電子-聲子相互作用過(guò)程，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)石墨烯二次諧波特性可控調(diào)控。 研究人員調(diào)節(jié)石墨烯層間鋰離子的數(shù)量，實(shí)現(xiàn)了對(duì)石墨烯二次諧波信號(hào)的可控調(diào)控。與傳統(tǒng)的電場(chǎng)調(diào)控、表面摻雜等方法相比，插層調(diào)控具有調(diào)控…

利用垂直石墨烯納米片的特殊結(jié)構(gòu)，促進(jìn)紫外LED器件散熱的新方法 成果簡(jiǎn)介 以氮化鋁（AlN）、氮化鎵（GaN）為代表的第三代半導(dǎo)體材料，因其優(yōu)異的性能在LED（Light Emitting Diode）發(fā)光二極管等光電器件領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。在目前市場(chǎng)上，大部分LED器件是在藍(lán)寶石襯底上外延獲得的。由于藍(lán)寶石襯底的熱導(dǎo)率低，導(dǎo)致LED器件在使用過(guò)程存在嚴(yán)重的散熱問(wèn)題。熱量的產(chǎn)生會(huì)帶來(lái)一系列問(wèn)題，包括器件能耗增加、效率降低、使用壽命縮短等。尤其對(duì)大功率LED器件，高的工作電流使得散熱問(wèn)題尤為突出，…

柔性電子器件在健康監(jiān)測(cè)、傳感皮膚、植入式器件等領(lǐng)域發(fā)揮著不可忽視的作用，其中，水凝膠由于其生物相容性、柔韌性以及人體組織般的機(jī)械性能而被認(rèn)為是一種有吸引力的候選材料。通過(guò)整合導(dǎo)電填料，如碳納米管（CNT）、石墨烯、金屬納米線和導(dǎo)電聚合物，這些水凝膠可以被賦予更好的電性能。 此外，為了很好地匹配皮膚和設(shè)備之間的相互作用，這些導(dǎo)電水凝膠中的一些還通過(guò)添加天然和合成粘合劑而具有粘合性能。盡管取得了許多進(jìn)展，這些水凝膠由于其脆弱的性質(zhì)，在保持良好的穩(wěn)定性方面仍然面臨著巨大的挑戰(zhàn)。在實(shí)際應(yīng)用中，不受控制的…

2018 年 3 月，就讀于 MIT 攻讀博士學(xué)位的中科大少年班畢業(yè)生曹原，發(fā)表了兩篇 Nature 論文，報(bào)道石墨烯超導(dǎo)的重大發(fā)現(xiàn)。 當(dāng)年 12 月 18 日，曹原登上 Nature 年度科學(xué)人物榜首。   所謂物極必反。一個(gè)月后，曹原受到了來(lái)自母校教授的 diss。 2019 年 1 月 17 日，中科大教授吳明衛(wèi)在微博上講了兩件事。曹原在中科大做報(bào)告時(shí)，對(duì)提問(wèn)中的物理問(wèn)題一問(wèn)三不知；曹原上過(guò)他的課，但他對(duì)曹原毫無(wú)印象，曹原也沒(méi)有通過(guò)他的課程?；谝陨蟽牲c(diǎn)，吳明衛(wèi)教授認(rèn)為曹原的物理…