1. 一种基于凝集素耦合的多孔硅生物传感器:在实时模式下对细菌的无标签光学检测

郭文姣

自然与2020年9月29日发布关于“一种基于凝集素耦合的多孔硅生物传感器:在实时模式下对细菌的无标签光学检测”的文章。文章指出检测的准确性和速度，以及技术和仪器的简单性，是细菌检测方法不可缺少的。多孔硅(PSi)具有独特的光学和化学性质，是生物传感应用的理想材料。另一方面，凝集素具有特定的碳水化合物结合特性，与常用的抗体相比便宜。我们提出了一种基于凝集素共轭晶胞苷的生物传感器，用于利用反射干涉傅里叶变换光谱学(RIFTS)实时检测大肠杆菌和金黄色葡萄球菌。我们用三种具有不同碳水化合物特异性的ConA (Concanavalin A)、WGA(小麦胚芽凝集素)和UEA (Ulex europaeus凝集素)的凝集素(10-40 nm孔径)修饰meso-PSiO2作为生物受体。结果表明，ConA和WGA分别对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有最高的结合亲和力，可以有效检测它们。快速傅里叶变换(FFT)光谱峰值(105细胞mL−1浓度)下降6.8%和7.8%，证实了这一点。ConA-E的检测限(LOD)约为103 cells mL - 1，线性响应范围为103 ~ 105 cells mL - 1。杆菌和WGA-S。与文献中其他报告相比较的aureus交互平台。凝集素的不同反应模式可以归因于不同的细菌细胞壁结构。利用该生物传感器对克雷伯菌产气基因和枯草芽孢杆菌的检测进行了进一步的评价。整体得到的结果加强了WGA和ConA分别与革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌有较强相互作用的推测。因此，似乎可以建议特异性凝集素用于细菌革兰氏分型甚至血清分型。这些观察结果被主成分分析(PCA)模型证实。

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发布时间: 2020-10-03

2. 氨基硅烷功能化h-BN对环氧基纳米复合材料理化、力学性能的增强作用

郭文姣

本研究结果证实了使用少量六方氮化硼(h-BN)添加剂可对环氧复合材料的操作性能进行定向调节的可能性，为制备高性能环氧复合材料提供了条件。证明了丙基氨基丙基三乙氧基硅烷对h-BN表面改性的有效性，并在聚合物基体/填料界面形成强化学键，保证了环氧复合材料物理力学性能的提高:与未填充塑化环氧复合材料相比，弯曲应力增加142%，弯曲模量增加52%，强度增加53%，拉伸弹性模量增加37%，韧性增加400%，布氏硬度增加96%。

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发布时间: 2020-07-02

3. 在实验室培养的二维二氧化钼中发现的压电特性

郭文姣

莱斯大学的研究人员在实验室培养的二维二氧化钼薄片中发现了压电效应的证据。 他们的研究表明，这种令人惊讶的电特性是由于电子被困在整个材料的缺陷中，而这些缺陷的厚度还不到10纳米。他们将这些电荷描述为驻极体，它们出现在一些绝缘材料中，并产生内部和外部电场。 压电同样是材料的一种特性，它通过在材料表面产生电压来响应应力，或者通过施加电场产生机械应变。它有许多实际的和科学的用途，从把摆动的吉他弦转换成电信号到扫描显微镜，就像那些用来发现新东西的显微镜。 莱斯大学布朗工程学院的研究人员发现，这种微米级的薄片具有与传统二维压电材料(如二硫化钼)相同的压电响应。这份由水稻材料科学家普利克尔·阿贾扬及其合作者撰写的报告发表在《先进材料》杂志上。 问题的关键似乎在于二氧化钼晶格的缺陷。当被拉紧时，被困在这些缺陷中的电子偶极子似乎与其他压电材料一样排列在一起，形成一个电场，导致观察到的效应。 “在我们的研究中，超薄的二维晶体继续显示出惊喜，”Ajayan说。“缺陷工程是设计此类材料性能的关键，但通常具有挑战性且难以控制。” “二氧化钼不会表现出任何压电性，”Rice博士后研究员Anand Puthirath补充道，他也是这篇论文的通讯作者之一。“但因为我们在使材料尽可能薄，限制效应就出现了。” 他说，这种效应出现在化学气相沉积生成的二氧化钼薄片中。停止生长过程在不同的点给研究人员一些控制缺陷的密度，如果不是他们的分布。该研究的第一作者、米铝艾米阿普特补充说，研究人员的单化学、基于前驱体的气相沉积技术“有助于在多种基质上生长的氧化钼的重现性和清洁性。” 研究人员发现，在室温下，压电效应在重要的时间尺度上是稳定的。二氧化钼薄片在高达100摄氏度(212华氏度)的温度下保持稳定。但在250℃(482华氏度)下退火三天，缺陷消除，压电效应停止。 Puthirath说这种材料有很多潜在的应用。“它可以用作能量收割机，因为如果你过滤这种材料，它会以电的形式给你能量，”他说。“如果给它施加电压，就会引起机械膨胀或压缩。如果你想在纳米尺度上移动什么东西，你可以简单地施加电压，它就会膨胀，以你想要的方式移动那个粒子。” 这篇论文的共同作者是莱斯大学校友桑迪亚·苏萨拉(Sandhya Susarla)，她现在是劳伦斯·伯克利国家实验室(Lawrence Berkeley National Laboratory)的博士后学者;研究生Kosar Mozaffari和Farnaz Safi Samghabadi，研究助理教授Long Chang和Dmitri Litvinov，休斯顿大学电子和计算机工程教授;橡树岭国家实验室的Jordan Hachtel和Juan Carlos Idrobo;俄亥俄州Wright-Patterson空军基地空军研究实验室的David Moore和Nicholas Glavin说。阿普特现在在亚利桑那州钱德勒的英特尔公司工作。 阿加扬和普拉迪普·夏尔马是休斯敦大学机械工程系系主任、安德森医学博士讲座教授。阿加扬是赖斯材料科学和纳米工程系的系主任，也是本杰明·m·安德森和玛丽·格林伍德·安德森的工程学教授和化学教授。 空军科学研究办公室和能源部科学办公室支持了这项研究。显微研究是在橡树岭国家实验室的纳米材料科学中心进行的。

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发布时间: 2020-05-13

4. 新型生物传感器实时显示活植物细胞中的压力:纳米传感器允许前所未有的途径探索与干旱有关的机制——科学日报

郭文姣

长期以来，植物生物学家一直寻求对涉及激酶（可催化蛋白质中关键生物学活性的酶）的基础过程的深入了解。在气候变暖日益改变的当今环境中，分析植物中激酶的基本过程变得更加紧迫。 某些“ SnRK2”激酶（非蔗糖非发酵相关蛋白激酶2s）是必不可少的，因为已知它们会在干旱条件下被激活，从而触发称为气孔的叶片表面小孔的保护性封闭。这些孔让二氧化碳进入叶片，但是植物也由于蒸发而损失了90％以上的水分。毛孔的打开和关闭功能有助于响应环境变化优化生长和耐旱性。 现在，加利福尼亚大学圣地亚哥分校的植物生物学家开发了一种新的纳米传感器，使研究人员可以监测活植物细胞中SnRK2蛋白激酶的活性。 SnRK2活动传感器或“ SNACS”在eLife杂志中进行了描述。 解剖蛋白激酶活性的先前努力涉及到繁琐的研磨植物组织和通过细胞提取物测量激酶活性的过程。每个实验需要100多片叶子来分析气孔形成的“保卫细胞”。 SNACS现在使研究人员可以实时分析变化。 生物科学杰出教授朱利安·施罗德教授（Julian Schroeder）说：“以前，不可能在活植物细胞中研究时间分辨的SnRK2活性。” “ SNACS传感器报告了单个活植物细胞或组织中SnRK2激酶活性的直接实时可视化。” 新型生物传感器已经在分红。研究人员描述了使用SNACS提供有关SnRK2长期存在的问题以及基础与二氧化碳相互作用的新证据。研究人员表明，脱落酸是植物中的干旱胁迫激素，它可以激活激酶，但是二氧化碳含量升高则不能，从而解决了最近争论的一个问题。 加州大学圣地亚哥分校的项目科学家，论文的共同作者高桥洋平（Yohei Takahashi）说：“我们的发现可能有益于研究人员研究植物的环境胁迫反应，并分析植物体内不同的信号传导途径如何相互作用。” “研究活植物中时间分辨的SnRK2激酶调控的能力对于理解植物细胞的环境胁迫反应特别重要。” 这种新的纳米传感器是由已故的加州大学圣地亚哥分校教授罗杰·钱（Roger Tsien）率先开发的方法开发的，他为此获得了诺贝尔奖。

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发布时间: 2020-06-03

5. 激光刻蚀解决全球水危机的有效方法——科学日报

郭文姣

激光刻蚀解决全球水危机的简单方法 在冠状病毒大流行期间，发达国家的人们可以得到充足的清洁水供应，根据需要经常洗手，以保护自己免受疾病的感染。然而，世界上近三分之一的人口甚至不能保证有干净的饮用水。 罗彻斯特大学的研究人员已经找到了一种方法来解决这个问题，即利用人人都能获得的阳光，以超过100%的效率蒸发和净化被污染的水。 这怎么可能呢? 在《自然可持续性》杂志上发表的一篇论文中，光学教授郭春磊(Chunlei Guo)实验室的研究人员演示了一束飞秒激光脉冲是如何将一块普通铝板的表面蚀刻成一种具有超强吸水性和超强吸能性的材料的。 当以一个角度对着太阳放置在水中时，表面: 在金属表面上画一层水薄膜 保留了它从太阳吸收的几乎100%的能量来快速加热水 同时，改变了水的分子间键，大大提高了蒸发过程的效率。 “这三件事结合在一起，使得这项技术能够比一个理想的设备运行得更好，达到100%的效率，”郭说，他也是该大学物理和材料科学项目的成员。“这是一种简单、耐用、廉价的解决全球水危机的方法，尤其是在发展中国家。” 实验室的实验表明，该方法降低了所有常见污染物的存在，如洗涤剂、染料、尿液、重金属和甘油，以安全水平饮用。 郭说，这项技术在发达国家也可以用于缓解干旱地区的水资源短缺，以及用于海水淡化项目。 易于清洁，易于瞄准 利用阳光煮沸一直被认为是一种消除微生物病原体和减少腹泻感染死亡的方法。但是沸水并不能消除重金属和其他污染物。 然而，基于太阳能的水净化，可以大大减少这些污染物，因为当蒸发的水变成气态，然后冷凝和收集时，几乎所有的杂质都留下了。 基于太阳的水蒸发最常见的方法是体积加热，即大量的水被加热，但只有最上层的水可以蒸发。郭说，这显然是低效的，因为只有一小部分的加热能源被使用。 一种更有效的方法叫做界面加热，将漂浮的多层吸能材料和吸芯材料放在水面上，这样就只需要加热靠近水面的水。但是现有的材料都必须水平漂浮在水面上，不能直接面对太阳，郭说。因此，这种方法的能源效率较低。此外，可用的吸芯材料在蒸发后很快被遗留的污染物堵塞，需要频繁更换材料。 郭实验室开发的太阳能电池板通过将一薄层水从蓄水池中拉出来，直接放到太阳能吸收器表面进行加热和蒸发，从而避免了这种低效率。“此外，因为我们使用的是开槽表面，只要喷一下就很容易清洁，”郭说。 “最大的优势，”他补充说，“是电池板的角度可以不断调整，在太阳升起时直接面对太阳，然后在太阳落山前在天空移动”——最大限度地吸收能量。郭说:“我们在这里所能做的，完全是独一无二的。” 最新的一系列应用 该项目得到了比尔和梅林达·盖茨基金会、国家科学基金会和美国陆军研究办公室的资助。 美国陆军作战能力发展司令部陆军研究实验室的项目经理埃文·阿斯特伦说:“美国陆军及其作战人员靠水作战，因此人们对基础材料研究特别感兴趣，这可能导致生产饮用水的先进技术。”“这些铝表面的超强吸光性能可能使被动式或低功率水净化能够更好地维持战场上的战士。” 除了使用飞秒激光蚀刻技术来创建超疏水(水),superhydrophilic (water-attracting)和超级能量吸收金属,郭实验室创造了金属结构,不无论多久他们被迫陷入水或多少损坏或刺穿。 在制造这种吸水和驱水金属之前，郭和他的助手Anatoliy Vorobyev演示了利用飞秒激光脉冲将几乎所有金属都变成黑色。金属表面的结构在捕获入射辐射(如光线)时非常有效。但它们也能捕获波长范围很广的光。 随后，他的团队用类似的方法将一系列金属的颜色改变为不同的颜色，比如蓝色、金色和灰色。这些应用包括制造滤色器和光谱设备，在汽车厂使用一束激光来生产不同颜色的汽车;或者用一枚金色的订婚戒指求婚，戒指的颜色要和你未婚妻的蓝色眼睛颜色相配。 该实验室还利用最初的黑色和彩色金属技术在普通钨丝表面创建了一组独特的纳米和微尺度结构，使灯泡在同样的能源使用情况下发出更明亮的光芒。

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发布时间: 2020-07-14

6. Nanoveu的智能手机抗病毒纳米技术

郭文姣

有许多纳米材料显示出抗病毒性能。一些利用纳米抗病毒药技术的表面和产品开始崭露头角。最新的产品之一是来自澳大利亚Nanoveu的Nanoshield涂层。这种涂层可以用于各种触摸屏和显示器，包括用于平板电脑和手机的触摸屏和显示器。 抗病毒药的表面在现代世界正变得越来越重要，特别是当更多的病毒爆发和日益激烈的时候——最近的例子包括冠状病毒和SARS爆发。 当大多数病毒爆发集中在洗手和消毒双手，在一个连接的世界，我们许多人花时间在我们的手持设备。这为病毒(和细菌)在我们的便携式电子设备、手和这些电子设备接触的任何表面之间传播提供了机会。 一种能够防止病毒和细菌积聚和传播的涂层的开发，不仅为便携式电子工业提供了极好的补充，而且还展示了纳米材料对我们日常生活的影响。 纳米铜纳米颗粒和纳米盾抗病毒技术 Nanoveu的抗病毒涂层利用基于铜的纳米颗粒作为活性抗病毒材料，并提供了一种非侵入性和不引人注目的方式来保护使用者免受各种微生物的侵袭。人们早就知道铜是一种优秀的抗病毒药和抗菌剂，自20世纪初以来，铜就被大量用于抵御微生物(如大肠杆菌、流感病毒，以及最近的耐甲氧西林金黄色葡萄球菌)。 然而，随着需要保护的表面变得越来越小(例如从涂层管道过渡到涂层电子设备)，用于保护较小表面的铜颗粒也变得越来越小。这使得科学家们尝试将铜纳米颗粒(以及纳米颗粒形式的其他块状抗菌剂，如银)作为一种抗病毒材料用于更小的表面。 也有一些研究表明，铜纳米粒子是更有效的抗菌剂比他们的体积对等物(假设相同的数量)，因为他们的相对表面积更大。在美国，铜纳米颗粒具有比大块铜更大的活性表面积来杀灭微生物。 纯铜容易变色，无论它是散装还是纳米形式。这使得它成为手持电子设备的不良材料，当它与用户的手直接接触时，因为辐射的湿气和热量会导致铜涂层更快地失去光泽。 然而，还有另一种选择。用铜合金代替纯铜是可能的。当铜在合金中的浓度超过62%时，大块材料和纳米材料铜合金具有良好的抗菌性能。这是美国环境保护署(United States Environmental Protection Agency)认证过的东西，该机构称，铜合金表面可以杀死99.9%以上的革兰氏阴性和革兰氏阳性细菌。 Nanoveu在创建其抗病毒纳米技术涂层时采用了这种方法。涂层本身是由一种特殊设计的聚合物表面组成的，其中嵌入并分散了氧化铜合金纳米颗粒。当氧化铜纳米颗粒与氧气发生反应时，涂层本身的抗病毒性能发挥作用。氧化还原反应激活氧分子，使它们分解成自由基，再结合生成臭氧分子(O3)。 臭氧分子中多余的氧原子作为清除分子，杀死表面附近的任何细菌和病毒。因为臭氧有一个相对较短的生命周期，臭氧分子很快返回到氧原子和不逗留在当地的大气。这项技术已经表明，它可以在5分钟内消灭细菌和病毒，而96小时是细菌和病毒在智能手机玻璃表面存活的时间。 什么抗病毒药涂层技术可以用来对抗 目前，美国和新加坡的独立实验室正在使用纳米盾铜涂层对人类冠状病毒oc43进行测试，该病毒与导致2019冠状病毒病的SARS-CoV-2冠状病毒属相同。 按照日本JIS Z 2801/ISO 221916标准对人OC43冠状病毒进行包衣试验，杀灭病毒达99.99%，显示出抗新型冠状病毒的潜力。除了用于解决现代最重要的病毒爆发之一的试验之外，纳米铜基表面还被用于保护几种菌株，包括大肠杆菌和流感病毒a。 潜在的抗病毒涂料的现代技术 只要符合澳大利亚当局的监管批准，这种涂层技术在许多设备上都有很大的潜力。 Nanoveu正在寻求将这种涂层作为一类医疗设备，但这需要得到澳大利亚治疗用品管理局(TGA)的批准。这项技术已被证明在抗击细菌菌株方面取得了成功，如果它被证明对不同的冠状病毒菌株以及任何新出现的病毒菌株有效，它将成为一个非常有价值的工具。 Nanoveu目前正在开发不同的原型，包括用于保护手机两侧的手机外壳和屏幕保护器。这些产品预计将于2020年下半年上市，第一批产品的准备工作正在进行中。 这项技术的潜力可能对许多便携式电子产品有用，而该公司相信，由于其固有的抗病毒特性，其技术可能成为手机外壳和屏幕保护器的市场领导者。市场上许多类似的产品需要定期的紫外线处理才能有效。

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发布时间: 2020-05-18

7. 自组装的仿生复合材料具有不同寻常的电学性能

郭文姣

有时候，违反规则并不是一件坏事。特别是当规则是明显的自然法则，适用于大块材料，但其他力量出现在纳米尺度。 工程科学和力学教授梅利克·德米雷尔(Melik Demirel)说:“大自然知道如何从原子的小尺度发展到更大的尺度。”德米雷尔是Lloyd and Dorothy Foehr Huck椅的仿生材料持有人。“工程师们使用混合规则来提高性能，但仅限于单一尺度。我们从来没有进入下一个层次的层次工程。关键的挑战是，从分子到体积，存在着不同尺度的明显力。” 根据定义，复合组件由多个组件组成。混合规则表明，尽管一种组分与另一种组分的比例可能不同，但复合材料的物理性质是有限制的。据德米雷尔说，他的团队已经突破了这个极限，至少在纳米尺度上是这样。 “如果你有一种导电聚合物复合材料，聚合物和金属化合物的数量受到混合物规则的限制，”德米雷尔说。这些规则支配着矩阵和填充词的一切。我们利用材料——生物聚合物和原子厚度的导电材料——让它们自行组装，并打破了混合物的规则。” 该团队的材料是由一种基于基因复制产生的串联重复蛋白质的仿生聚合物和导电碳化钛2D MXene组成的，后者是一种只有几个分子厚的金属层。这种层状复合材料可以自我组装，聚合物可以调节金属层之间的距离。通过串联重复序列蛋白质的基因工程——一种重复保守序列的生物聚合物——研究人员可以在不改变复合成分的情况下控制导电层的层间距离。研究人员的目标是利用合成生物学创造出能够前所未有地控制其物理特性的自我组装材料。 由于聚合物自组装成一个交联网络，微小区域的基质与填充材料的比例会打破混合规则，层状材料的电学特性也会发生变化。研究人员在最近一期的ACS Nano上报告了他们的工作结果。 这种仿生高分子金属复合材料在适当的体积混合物中既可弯曲又可导电。在微观尺度上，当结构对称性被打破时，电导率取决于方向。 德米雷尔说:“独特的是，现在你可以得到不同于平面外的平面内电导率。” 只要电流是沿着二维材料层的平面运动，电导率是线性的，但如果电流是直接穿过这些层，电导率就会变成非线性的。 德米雷尔说:“现在我们可以制造一种存储设备。“我们还可以制造二极管、开关、稳压器和其他电子设备。我们想要制造的材料具有设计所需的性能，用于建立新的功能，这是很难实现的，或以前无法实现的。”

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发布时间: 2020-06-08

8. 浮力微粒策略的基础等离子体增强纳米传感器

郭文姣

在单分子水平上检测物质是许多学科研究的最终目标。基于等离子体的纳米传感器由于在单分子水平上具有超高的灵敏度而引起了人们的极大兴趣。然而，目前等离子体增强纳米传感器在实际应用中并没有取得优异的性能，在飞秒或attomolar浓度下的检测仍然具有很大的挑战性。这里我们展示了一种等离子体传感策略，称为浮力等离子体微粒基的少到单个粒子纳米传感器。大型漂浮颗粒与光滑表面结合，可防止咖啡环效应，并通过聚集和提升效应增强分析物在等离子体敏感位点的空间富集能力。二聚体和单粒子纳米传感器显示了增强的表面增强拉曼光谱(SERS)和高荧光灵敏度，富集因子高达约104级，CV分子的检测极限为femto-或attomolar级。目前的浮力颗粒策略可用于广泛的等离子体增强传感应用，以实现成本效益高、简单、快速、灵活和便携的检测。

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发布时间: 2020-06-28

9. 研究人员合成常温超导材料

郭文姣

纳米医学于2020年10月14日发布关于常温超导材料的文章，文章指出：罗彻斯特大学(University of Rochester)的工程师和物理学家们用氢气在极高的压力下压缩简单的分子固体，首次创造出了在室温下具有超导性的材料。 这项研究是由物理和机械工程助理教授Ranga Dias的实验室进行的，并成为了《自然》杂志的封面故事。 迪亚斯说，开发超导材料——在室温下没有电阻和磁场驱逐——是凝聚态物质物理学的“圣杯”。寻找了一个多世纪，这些材料“绝对可以改变我们所知道的世界，”迪亚斯说。 为了创造新的记录，迪亚斯和他的研究团队将氢、碳和硫结合在一起，光化学合成简单的有机衍生的碳质硫氢化物在一个金刚石砧电池，一个研究设备，用来检查极高的压力下极微量的材料。 碳质硫氢化在大约58华氏度和大约3900万psi的压力下表现出超导性。这是第一次在室温下观察到超导材料。 “由于低温的限制，具有如此优异性能的材料并没有像许多人想象的那样彻底改变世界。然而，我们的发现将打破这些障碍，并为许多潜在的应用打开大门，”Dias说，他也隶属于该大学的材料科学和高能密度物理项目。

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发布时间: 2020-10-20

10. 石墨烯注入碳基纳米材料用于耐用电池

郭文姣

布朗大学的一个研究小组发现了一种方法，可以将用于制造固态锂离子电池的陶瓷材料的韧性提高一倍。《Matter》杂志描述的这一策略可能有助于将固态电池推向大众市场。 “人们对用陶瓷材料取代现有电池中的电解液非常感兴趣，因为它们更安全，而且能提供更高的能量密度，”布朗工程学院的博士后研究员、这项研究的第一作者Christos Athanasiou说。到目前为止，对固体电解质的研究主要集中在优化它们的化学性质上。在这项工作中，我们将重点放在机械性能上，希望能使它们更安全、更实用、更广泛地使用。” 电解液是电池正极和负极之间的屏障，锂离子在充电或放电时通过电解液流动。液态电解质工作得很好——它们被发现存在于今天使用的大多数电池中——但它们有一些问题。在大电流下，电解液内部会形成微小的锂金属丝，从而导致电池短路。由于液体电解质也是高度易燃的，这些短裤可能导致火灾。 固体陶瓷电解质是不易燃的，有证据表明它们可以防止锂丝的形成，而锂丝可以使电池在更高的电流下工作。然而，陶瓷是高脆性材料，在制造和使用过程中可能会断裂。 在这项新研究中，研究人员想知道，在陶瓷中注入石墨烯——一种超强碳基纳米材料——能否提高材料的断裂韧性(一种材料承受开裂而不崩解的能力)，同时保持电解质功能所需的电子特性。 阿萨纳苏与布朗大学工程学教授布莱恩·谢尔登和尼廷·帕杜尔合作，他们多年来一直在使用纳米材料来加固用于航空航天工业的陶瓷。在这项工作中，研究人员制造了氧化石墨烯的微小血小板，将其与一种叫做LATP的陶瓷粉末混合，然后将混合物加热以形成一种陶瓷-石墨烯复合材料。 对复合材料的力学测试表明，与单独使用陶瓷相比，复合材料的韧性增加了两倍以上。“发生的情况是，当材料开始开裂时，石墨烯血小板将破裂的表面粘合在一起，因此需要更多的能量来维持裂纹的运行，”Athanasiou说。 实验还表明，石墨烯不会影响材料的电学性能。关键是要确保在陶瓷中加入适量的石墨烯。而石墨烯过少则无法达到增韧效果。过多会导致材料导电，这在电解质中是不需要的。 “你希望电解质能传导离子，而不是电，”帕图尔说。“石墨烯是一种良好的导电体，因此人们可能会认为在电解液中加入导体是在搬起石头砸自己的脚。”但如果我们将浓度保持在足够低的水平，就可以阻止石墨烯导电，同时我们仍能获得结构上的好处。” 综合来看，这些结果表明，纳米复合材料可以提供一条道路，使力学性能更安全的固体电解质用于日常应用。该小组计划继续改进这种材料，尝试石墨烯以外的纳米材料和不同类型的陶瓷电解质。 “据我们所知，这是迄今为止所制造的最坚硬的固态电解质，”Sheldon说。“我认为，我们所展示的是，在电池应用中使用这些复合材料有很大的前景。”

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发布时间: 2020-07-02