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《在钆功能化碳纳米管超分子复合体中，近藤效应和增强磁性。》

  • 来源专题：纳米科技
  • 编译者： 郭文姣
  • 发布时间：2018-05-29

  • 我们报道了多壁碳纳米管(MWNTs)的磁性增强功能，其功能是基于钆基超分子复合体。利用新开发的合成技术我们发现纳米复合材料的功能化方法提高磁相互作用导致一个大的力量有效的时刻15.79µB和non-superparamagnetic行为与之前已经报道过了。在低温下饱和电阻与数值重正化组公式相结合，验证了金属电子系统中磁杂质的近交化效应。磁阻显示器件由与之相结合的钆功能化的MWNTs (Gd-Fctn-MWNTs)组成，其旋转阀的开关性能高达8%。本研究强调了通过化学修饰增强碳系统中磁场相互作用的可能性，而且我们还展示了丰富的物理学，这可能对基于一维(1D)通道的基于自旋量子计算元素的发展有用。

    ——文章发布于2018年5月23日

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  • 《新型硫化锂碳/纳米管复合电极增强锂硫电池循环稳定性》
    • 来源专题：中国科学院文献情报先进能源知识资源中心 |领域情报网
    • 编译者：guokm
    • 发布时间：2019-01-03
    • 锂硫电池是极富潜力的下一代高能电池系统，其理论能量密度可达2600 Wh kg-1，是锂离子电池理论能量密度的3-5倍。然而金属锂负极容易形成枝晶带来安全隐患，此外金属锂的高活性、易燃等特点为锂硫电池带来了严重的安全隐患，从而使锂硫电池实用化困难重重。德克萨斯大学奥斯汀分校Arumugam Manthiram教授带领的研究团队研发了一种以硫化锂（Li2S）为正极、以铜箔（Cu）为负极的新结构体系的锂硫电池，有效地克服了锂的非均匀沉积、抑制了锂枝晶的形成，从而显著增强电池性能和循环稳定性。为了改善电极的导电性，研究人员将多壁碳纳米管（MWCNT）与Li2S纳米颗正极粒进行复合。扫描电镜测试结果显示，Li2S纳米颗均匀分散在多壁碳纳米管组成的三维网络，这有利于为电子传输提供快速通道，同时大量的孔隙能够让电解质与电极进行充分接触，让活性材料更多地参与电化学反应，有助于电池性能的提升。随后研究人员将其作为正极分别与传统的Li负极、 以及无负极Cu箔组装成完整的电池（分别标记为Li || Li2S和Cu || Li2S）进行对比研究，结果显示在C/10倍率下，两种电池的初始放电比容量相近，采用传统LiF负极的Li || Li2S电池经过50次循环后，电池容量出现大幅衰减几近于零，平均库伦效率不到50%；相反，采用无负极Cu箔Cu || Li2S则展现出极其优异的循环稳定性，经过100次循环次数后仍可保持初始容量的50%以上，且平均库伦效率高达97%。为了探究两种结构电池性能差异的缘由，研究人员对电池充放电中间产物进行了一系列测试，发现Li || Li2S放电产物是不可逆的多硫聚物，且电极表面出现了大量凹凸不平的Li枝晶，堵塞了电极孔洞，同时消耗Li电极活性物质，导致电池性能衰退；而Cu || Li2S电池放电中间产物是高度可逆的过硫化锂（Li2S2）和Li2S，抑制了Li枝晶和多硫聚物穿梭，因此Cu || Li2S电池具备了更加优异的循环稳定性和寿命。该项研究制备新型的Li2S正极以替代传统的S正极，在此基础上构建了全新结构的Cu || Li2S电池，有效地抑制了锂枝晶的形成，克服了多硫聚物穿梭效应，从而增强了电池性能和循环寿命。为设计和开发高性能的锂硫电池提供了新的路径。相关研究工作发表在《Advanced Energy Materials》。
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  • 《碳纳米管对碳/碳复合材料热处理前后的增强作用》
    • 来源专题：纳米科技
    • 编译者：郭文姣
    • 发布时间：2018-08-28
    • 采用喷射化学气相沉积法在碳纤维束表面原位生长了不同含量的碳纳米管。然后将纤维堆叠成单向预成型体，并通过化学气相渗透由热解炭（PYC）致密化。研究了碳纳米管CNT对2100℃热处理前后碳/碳复合材料强度和韧性的影响。结果表明，当碳纳米管含量为1.5wt%时，复合材料的拉伸强度和断裂功均达到最佳值。热处理后，CNT增强C/C(CNTs-C/C)的抗拉强度提高了25.68%，而纯C/Cs的抗拉强度仅提高了4.36%。CNT的细化作用提高了PyC基体的抗破坏能力，使其即使在热处理后仍能保持结构的完整性和连续性。在热处理之前，CNT的存在导致平面内晶格尺寸（LA）与纯C/Cs相比降低。CNT引起的应力石墨化使碳基体具有更强的抗裂纹扩展能力，从而提高了C/Cs的强度。此外，CNT的存在改变了C/Cs的断裂模式，增加了拉伸过程中的能量消耗。因此，纤维和复合材料的界面都得到充分利用。
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