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《石墨烯量子点:用于墙漆保护的石墨烯增强纳米材料。板牙。44/2018)》

  • 来源专题：纳米科技
  • 编译者： 郭文姣
  • 发布时间：2018-11-01

  • 石墨烯的优异性能推动了其在光学、电学、热学等领域的广泛应用。在第1803872号文章中，李宣华、魏炳清和他的同事证明了壁画可以受到石墨烯的保护。合成的Ca(OH)2/石墨烯量子点(GQD)纳米复合材料在墙面涂料保护方面表现优异，为墙面涂料保护提供了一种很有前途的新材料。

    ——文章发布于2018年10月29日

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  • 《石墨烯注入碳基纳米材料用于耐用电池》
    • 来源专题：纳米科技
    • 编译者：郭文姣
    • 发布时间：2020-07-02
    • 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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  • 《材料系统使用石墨烯和金片产生太赫兹波》
    • 来源专题：光电情报网信息监测服务平台
    • 编译者：husisi
    • 发布时间：2021-01-04
    • 2020年12月29日，德国德累斯顿-德国-西班牙研究小组开发了一种基于石墨烯的方法，以提高科学家产生太赫兹脉冲的效率。在该系统中，研究人员用金属片状结构（特别是金片状）涂覆了石墨烯片。 目前，科学家使用加速器设备和大型激光器来产生太赫兹波，通常很复杂。新材料系统的功能使其能够与现有的半导体技术兼容，从而可以有效地从千兆赫兹频率过渡到太赫兹频率，并且在执行这种过渡的电流源和转换器上具有更高的效率。 尽管石墨烯是已知的倍频器（当低太赫兹频率范围[0.3至0.7 THz]的光脉冲照射2D碳材料时，它们会转换为更高的频率），但太赫兹脉冲的有效生成依赖于极强的输入信号。为了可靠地生成此类信号，在全尺寸下运行的粒子加速器或大型激光系统使该方法不适用于许多应用。这些包括电通信系统，如5G。 图1. 超薄金薄片可大幅放大底层石墨烯层中的传入太赫兹脉冲（红色），从而实现高效的倍频。 为了开发一种场强度大大降低的材料系统，研究人员在石墨烯上涂了金薄片。金薄片的功能与天线非常相似，可放大石墨烯中传入的太赫兹辐射。加泰罗尼亚纳米科学与纳米技术研究所（ICN2）的Klaas-Jan Tielrooji表示，在物理系统中，该特性在石墨烯暴露于薄片时会提供非常强的电场。 该团队通过在玻璃载体上涂覆石墨烯层，然后在石墨烯上气相沉积超薄氧化铝层进行绝缘来测试其概念。然后，研究人员添加了一个金条晶格。低太赫兹范围内的光脉冲会击中材料，使入射辐射的频率倍增，从而使团队能够检测和分析过程的有效性。 “与未经处理的石墨烯相比，足够弱的输入信号足以产生倍频信号，” HZDR TELBE太赫兹设施的负责人Sergey Kovalev说。最初产生一个倍频信号所需的场强的十分之一足以使研究人员观察到倍频。转换后，脉冲功率比使用其他方法的系统强1000倍以上。 研究人员报告说，扩大金薄片的宽度并减小裸露的石墨烯层的覆盖面积可增强该过程及其效果。团队成员还展示了将输入频率提高到9倍的能力。 这种新材料增加了纯电信号从千兆赫兹过渡到太赫兹的可能性，这意味着工作量大大减少。 HZDR辐射物理研究所的Jan-Christoph Deinert表示，它可以被集成到芯片上。 研究人员说，太赫兹范围及其系统支持材料研究以及传感器和检测器的应用。  
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