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中國學者發現質子輔助生長超平整石墨烯薄膜
1月9日，南京大學物理學院高力波教授團隊領銜的研究團隊，以“質子輔助生長超平整石墨烯薄膜”為題，在《自然》雜志上發表了將質子輔助生長用于高質量石墨烯制備的研究成果。這項工作，不僅探索出了一種可控生長超平整石墨烯薄膜的方法，更為重要的是，該團隊還發現了這種生長方法的內在機制，即質子輔助，這種方法有望推廣到柔性電子學、高頻晶體管等更多重要的研究領域。
a：質子滲透和氫去耦合模型；b：普通CVD方法生長的有褶皺石墨烯；c：氫氣等離子體處理過后的同位置褶皺變化；d：質子輔助生長的超平滑石墨烯薄膜。
萊斯大學科學家研發新技術 將垃圾變成石墨烯
萊斯大學的科學家推出了一種新工藝，該工藝可以將幾乎所有碳源大量轉化成有價值的石墨烯薄片。該團隊表示，該過程既快速又便宜，被稱為“閃蒸石墨烯”。該技術可以將一噸煤，廢食品或塑料轉化為石墨烯，而成本僅為其他石墨烯生產方法的一小部分。該團隊已經測試了由塑料和混凝土制成的復合材料，并用其“閃蒸石墨烯”增強了這種復合材料，事實證明后者特別有前途。
中國科學家在單層石墨烯力學性質研究中取得進展
中國研究人員在英國《自然•通訊》上發表報告說，他們借助新開發的技術，實現了對單層石墨烯的定量拉伸測試。相關結果和實驗技術有助建立這種“超級材料”的真實力學性能標準，推動這種高性能材料更好地應用在不同領域，比如制造出更好的飛機、高鐵輕量化部件以及更強韌的柔性觸摸屏等。
石墨烯氣體通透極限的最新研究成果
3月11日，Nature (《自然》)在線發表了武漢大學物理科學與技術學院袁聲軍教授與國內外研究團隊關于石墨烯氣體通透極限的最新研究成果。論文題為“Limits on gas impermeability of graphene”，袁聲軍和曼切斯特大學教授、諾獎得主安德烈•海姆（Prof. Sir Andre Geim）為共同通訊作者。
安德烈•海姆領銜的實驗團隊和袁聲軍的理論團隊合作，通過實驗與理論計算證實了無缺陷石墨烯的不可透過性，拓展了不可透過性的極限，并揭示了氫氣在石墨烯中的異常透過性機理。研究使用無缺陷單層石墨烯密封的小型單晶容器為實驗裝置，發現石墨烯對多數氣體確實具有不可透過性，其檢測精度比之前的實驗提高了8-9個數量級。在這樣超高的檢出條件下可探測每小時只有幾個氦原子的通量。并且對幾乎所有其他氣體（氖氣，氮氣，氧氣，氬氣，和氙氣），這一行為均表現一致，只有氫氣除外。
這項研究為二維材料的氣體通透極限提供了重要的實驗數據和理論解釋，也為石墨烯的研究指明了新的方向。這樣的基礎研究，往往都將開辟一個全新的領域。
Small：高導熱柔性三維可折疊石墨烯復合膜
加拿大滑鐵盧大學的陳忠偉教授與湖南大學陳小華教授課題組通過構建3D互穿石墨烯通道，制備了在面內方向和厚度方向均具有高熱導率的柔性可折疊碳膜。以超細高分子纖維為骨架，氧化石墨烯作為成膜物質，通過相互之間的鍵合作用，同時借助高溫處理，形成3D互連的微鉸鏈狀結構，石墨烯互穿于纖維表面獲得連續的一體化全碳復合薄膜。
石墨烯基電化學電容器儲能研究取得進展
中國科學院金屬研究所與英國倫敦大學學院合作，在《自然-能源》(Nature Energy) 在線發表題為《可調層間距、高效孔利用石墨烯薄膜的電化學電容儲能研究》（Tuning the interlayer spacing of graphene laminate films for efficient pore-utilization towards compact capacitive energy storage）的研究論文。
圖1. 片層間距可調節的復合石墨烯薄膜的制備過程
研究人員制備了不同比例的氧化石墨烯和熱膨脹還原石墨烯的混合溶液，經過真空抽濾，得到片層間距可調節的復合石墨烯基薄膜。通過調控片層間距，實現了優化整個電極材料孔隙率的效果。當電極材料的孔隙尺寸與電解液的離子尺寸相匹配時，孔隙的空間利用達到了最優化，從而極大化了體積能量密度。在此基礎上，科研人員設計了全固態柔性電化學電容器，石墨烯薄膜電極材料本身良好的彎折性能，保證了整個器件的柔性，并進一步發展了智能器件，通過根據實際需求改變電路連接方式，實現了不同的輸出效果。
科學家為大面積缺陷型石墨烯的應用打開新思路
從河北大學獲悉，該校閆小兵課題組通過電子能量損失譜和第一性原理計算，首次在憶阻器中證實了碳導電細絲的存在，并通過電場調控實現了仿生神經突觸功能。該研究為大面積缺陷型石墨烯的應用打開了新思路。相關成果發表于國際期刊Materials Horizons。
在本研究中，課題組對石墨烯層中碳原子的缺陷能進行了闡述，突破了石墨烯缺陷在電子器件中應用的局限性，創造性地設計了一種基于碳導電絲機制的憶阻器。首次提出用碳原子擴散動力學模擬生物突觸內鈣離子的動力學。并且獲得了高開關穩定性和低功耗的神經形態憶阻器。通過電子能量損失譜實驗數據和第一性原理計算，證明了由碳原子組成的細絲的形成以及碳原子在AlN膜中的擴散可能性。該研究為碳導電絲基憶阻器的發展及其在神經形態憶阻器中的應用提供了參考。
南京大學在石墨烯三維網絡塊體材料研究中獲得重大進展
南京大學現代工程與應用科學學院王學斌教授課題組報道了一種鋅誘導的分層碳化法，可以在低成本下高效制備優質的三維石墨烯塊體材料，其產品稱之為鋅誘導三維石墨烯ZnG。鋅法三維石墨烯產品ZnG具有高比表面積、優異熱穩定性、在空氣中和在電解液中出色的電導率。該工作還演示了ZnG用作雙電層型超級電容器的電極，實現了卓越的能量密度、功率密度、循環壽命。
圖1. 三維石墨烯ZnG的合成方法、結構、形態和拉曼光譜分析。a-c) 合成過程及光學照片；d-g) SEM、STEM、TEM圖片；h)單個泡孔孔壁——石墨烯膜的HRTEM圖；i) 拉曼光譜。
信息來源：科技日報、光明日報、環球網、新華網、新聞網、materials views china、金屬研究所、中國科學報、南京大學
（中國粉體網編輯整理/三昧）
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