《3D打印石墨烯结构》

  • 来源专题:纳米科技
  • 编译者: chenfang
  • 发布时间:2015-06-16
  • 自2004年单层石墨烯横空出世,其在材料中的应用前途无限。其电导率高,能够储存能量,超强的轻型结构等特点使得其在电子、能源、环境甚至医学中都具有潜在应用前景。西北大学的研究人员找到一种方法能够对纳米石墨烯片进行3D打印,为石墨烯打印支架再生工程在电子和医学领域的应用找到了新机遇。

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    • 来源专题:纳米科技
    • 编译者:郭文姣
    • 发布时间:2021-04-25
    • AZO于2021年4月15日发布关于石墨烯的内容,文章指出石墨烯在去除水中污染物方面做得很好,但这种神奇的材料尚未成为商业上可行的用途。这种情况可能正在改变。 在最近的一项研究中,布法罗大学(University at Buffalo)的工程师们报告了一种3D打印石墨烯气凝胶的新工艺,他们称该工艺克服了水处理的两个关键障碍——可扩展性和创造出一种足够稳定、可以重复使用的材料版本。 “我们的目标是安全地去除水中的污染物,而不释放出任何有问题的化学残留物,”研究合著者、乌兰巴托大学工程与应用科学学院环境工程助理教授Nirupam Aich博士说。“我们创造的气凝胶在水处理系统中保持其结构,它们可以应用于各种水处理应用。” 这项名为“去除水污染的3D打印石墨烯-生物聚合物气凝胶:一个概念证明”的研究发表在《环境科学:纳米》杂志的新兴研究者系列上。阿维德·马苏德(Arvid Masud)博士是第一作者,他以前是Aich实验室的学生;周驰博士,联合作者,UB工业与系统工程副教授。 气凝胶是一种轻而多孔的固体,它是用气体取代凝胶中的液体而形成的,这样得到的固体与原来的固体大小相同。它们在结构配置上类似于聚苯乙烯泡沫塑料:多孔性强,重量轻,但又强又有弹性。 石墨烯是一种由单质碳组成的纳米材料,它由一层排列在重复六角形晶格中的碳原子组成。 为了创造出合适的石墨烯油墨稠度,研究人员将目光投向了大自然。他们添加了两种仿生聚合物——聚多巴胺(一种合成材料,通常被称为PDA,类似于贻贝的黏附分泌物)和牛血清白蛋白(一种来自奶牛的蛋白质)。 在测试中,重新配置的气凝胶去除了某些重金属,如铅和铬,这些重金属困扰着全国的饮用水系统。它还能去除阳离子亚甲基蓝、阴离子埃文斯蓝等有机染料,以及正己烷、庚烷、甲苯等有机溶剂。 为了证明气凝胶的再利用潜力,研究人员对有机溶剂进行了10次测试。每次都能去除100%的溶剂。研究人员还报告说,气凝胶在第三个循环后捕获亚甲基蓝的能力下降了2-20%。 Aich说,气凝胶也可以按比例放大,因为与纳米薄片不同,气凝胶可以打印更大的尺寸。他说,这消除了以前大规模生产中固有的问题,并使该工艺可用于大型设施,如污水处理厂。他补充说,气凝胶可以从水中去除,并在其他地方重复使用,而且它们不会在水中留下任何残留物。 Aich是UB和匹兹堡大学合作的一部分,由UB化学教授戴安娜·阿加博士领导,寻找方法和工具来降解每氟烷基和多氟烷基物质(PFAS),有毒物质如此难以分解,它们被称为“永恒的化学物质”。Aich注意到这与他的3D气凝胶工作的相似之处,他希望这两个项目的结果可以结合在一起,创造出更有效的去除水媒污染物的方法。 “我们不仅可以使用这些气凝胶来包含石墨烯颗粒,还可以使用纳米金属颗粒作为催化剂,”Aich说。“未来的目标是让纳米金属颗粒嵌入到气凝胶的内壁和表面,它们不仅能够降解或摧毁生物污染物,还能降解化学污染物。” Aich、Chi和Masud持有该研究中描述的石墨烯气凝胶的一项正在申请中的专利,他们正在寻找工业合作伙伴将这一工艺商业化。
  • 《MIT做出3D石墨烯》

    • 来源专题:中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:姜山
    • 发布时间:2017-01-10
    • MIT的材料科学家们将二维石墨烯熔融和压缩做成了三维材料,从而得到超强超轻的材料,强度比低碳钢强10倍,但密度只有后者5%。 二维的石墨烯是目前世界上最强的材料之一,但是科学家一直困扰着如何把它做成三维而性能不受损。现在MIT的研究团队找到办法解决这个问题。 这个研究的意义还不仅仅是制作出新的三维石墨烯材料本身,还在于将其他材料使用类似的几何结构也可以制造出类似强而轻的材料。 该项研究成果由Markus J. Buehler、Zhao Qin、Gang Seob Jung、Min Jeong Kang等发表在2017年1月6日的Science Advances上。