柔性石墨的案例
具有優(yōu)異的柔性和熱管理性能的石墨烯薄膜
近年來(lái)，具有高導(dǎo)熱系數(shù)的柔性TIM引起了研究者的廣泛關(guān)注，以解決柔性電子器件中的過(guò)度散熱和改善熱管理問(wèn)題。
石墨烯(Gr)是一種最有前途的二維(2D)納米材料，具有極高的導(dǎo)熱系數(shù)(5300 W/（mK）)，優(yōu)異的柔韌性。然而，由于Gr的分散性差和Gr片間熱阻高，Gr膜的導(dǎo)熱系數(shù)明顯低于單層Gr。因此，在考慮降低熱阻的同時(shí)，應(yīng)努力改善Gr片材在懸浮液中的分散，促進(jìn)其在膜中的取向。
為了獲得高導(dǎo)熱的柔性Gr薄膜，提高Gr的分散性至關(guān)重要。芳綸納米纖維(ANFs)、明膠、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)被用作Gr分散體的分散劑，PVP中親水性(-CONH)和疏水性(-CH)基團(tuán)的存在加速了Gr的分散，導(dǎo)致真空過(guò)濾后形成致密的高導(dǎo)熱石墨烯薄膜。然而，PVP的導(dǎo)熱系數(shù)低得多，這將略微降低石墨烯薄膜的導(dǎo)熱系數(shù)。因此如何通過(guò)PVP提高Gr的分散性而不惡化導(dǎo)熱性的材料制備技術(shù)是非常重要的。
02
成果掠影
近期，中國(guó)科學(xué)院大學(xué)李江濤團(tuán)隊(duì)通過(guò)真空輔助過(guò)濾策略提出了高導(dǎo)熱和柔性石墨烯(Gr)薄膜。在真空剪切力和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的分散作用的驅(qū)動(dòng)下，由于氫鍵(h -鍵)的作用，石墨烯片層呈層狀堆疊。高度層合的Gr/PVP薄膜(GPVP-F)表現(xiàn)出81.2 W/（mK）的高面內(nèi)導(dǎo)熱系數(shù)和5.1 W/（mK）的垂直平面導(dǎo)熱系數(shù)。在實(shí)際應(yīng)用中，GPVP-F作為柔性TIM使用時(shí)，使發(fā)光二極管(LED)芯片溫度降低4.3°C(從46.1°C降至41.8°C)，對(duì)于室溫器件(< 50°C)的冷卻效果處于先進(jìn)水平。此外，GPVP-F即使在100°C下仍具有優(yōu)異的導(dǎo)熱性(68.1 W/（mK）)，并且經(jīng)過(guò)10次加熱冷卻循環(huán)后仍具有出色的穩(wěn)定性。更重要的是，出色的靈活性確保了GPVP-F能夠應(yīng)用于不規(guī)則形狀的設(shè)備。
展開(kāi) 控制閥填料泄漏了怎么辦？
（3）四氟－石墨填料：通過(guò)加入部分玻璃纖維、石墨、二硫化鉬，以提高聚四氟乙烯抗蠕變和導(dǎo)熱性能，但硬度變大，耐腐蝕能力下降，密封性能下降。
2、柔性石墨
柔性石墨材料屬于非纖維質(zhì)材料，它是把天然鱗片石墨中的雜質(zhì)除去。再經(jīng)強(qiáng)氧化混合酸處理后成為氧化石墨。氧化石墨受熱分解放出二氧化碳，體積急劇膨脹，變成了質(zhì)地疏松、柔軟而又有韌性的柔性石墨。是一種壽命長(zhǎng)、密封性能好的材料。
2.1 特點(diǎn)
（1）有優(yōu)異的耐熱性和耐寒性。柔性石墨從-250℃度的超低溫到+600℃度高溫，其物理性質(zhì)幾乎沒(méi)有什么變化；
（2）有優(yōu)異的耐化學(xué)腐蝕性。柔性石墨除在硝酸、濃硫酸等強(qiáng)氧化性介質(zhì)中有腐蝕外，在其他酸、堿和溶劑中幾乎沒(méi)有腐蝕；
（3）有良好的自潤(rùn)滑性。柔性石墨同天然石墨一樣，當(dāng)受外力作用，容易產(chǎn)生滑動(dòng)，因而具有自潤(rùn)滑性，密封性能好；
（4）因其多孔因其多孔疏松而又卷曲，故其回彈性柔韌性好。當(dāng)軸或軸套因制造、安裝等存在偏心而出現(xiàn)徑向圓跳動(dòng)時(shí)，具有足夠的浮動(dòng)性能，即使石墨出現(xiàn)裂紋，也能很好密合，從而保證帖合緊密，防止泄漏。
2.2 石墨填料種類(lèi)
（1）絲狀或編織狀：這種填料彈性好更能包住閥桿并凈化閥桿表面。編織狀石墨填料可克服其他類(lèi)型石墨填料由于磨損而造成的泄漏，但編織狀石墨填料由于絲狀結(jié)構(gòu)導(dǎo)致空隙，從而易滲透。
（2）片狀石墨：用若干片石墨板壓制而成的填料環(huán)，其紋理和閥桿表面相垂直，形成方形斷面，因此流體不易滲透，但它也減少了軸向壓力與徑向壓力的比值，需用更大的壓緊力才能密封。
（3）彎片狀石墨：其紋理與閥桿軸向平行，用若干個(gè)石墨片加工而成。彎片狀石墨在壓制時(shí)的壓力比它工作時(shí)的壓力高得多，因此它在填料函中不會(huì)再收縮。高溫時(shí)由其原理可知容易滲透。但由于加工容易，價(jià)格低廉，目前被廣泛采用。
展開(kāi) 調(diào)節(jié)閥填料泄漏怎么辦？
（3）四氟－石墨填料：通過(guò)加入部分玻璃纖維、石墨、二硫化鉬，以提高聚四氟乙烯抗蠕變和導(dǎo)熱性能，但硬度變大，耐腐蝕能力下降，密封性能下降。
2.2 柔性石墨
柔性石墨材料屬于非纖維質(zhì)材料，它是把天然鱗片石墨中的雜質(zhì)除去。再經(jīng)強(qiáng)氧化混合酸處理后成為氧化石墨。氧化石墨受熱分解放出二氧化碳，體積急劇膨脹，變成了質(zhì)地疏松、柔軟而又有韌性的柔性石墨。是一種壽命長(zhǎng)、密封性能好的材料。
2.2.1 特點(diǎn)
（1）有優(yōu)異的耐熱性和耐寒性。柔性石墨從-250℃度的超低溫到+600℃度高溫，其物理性質(zhì)幾乎沒(méi)有什么變化；
（2）有優(yōu)異的耐化學(xué)腐蝕性。柔性石墨除在硝酸、濃硫酸等強(qiáng)氧化性介質(zhì)中有腐蝕外，在其他酸、堿和溶劑中幾乎沒(méi)有腐蝕；
（3）有良好的自潤(rùn)滑性。柔性石墨同天然石墨一樣，當(dāng)受外力作用，容易產(chǎn)生滑動(dòng)，因而具有自潤(rùn)滑性，密封性能好；
（4）因其多孔因其多孔疏松而又卷曲，故其回彈性柔韌性好。當(dāng)軸或軸套因制造、安裝等存在偏心而出現(xiàn)徑向圓跳動(dòng)時(shí)，具有足夠的浮動(dòng)性能，即使石墨出現(xiàn)裂紋，也能很好密合，從而保證帖合緊密，防止泄漏。
2.2.2 石墨填料種類(lèi)
（1）絲狀或編織狀：這種填料彈性好更能包住閥桿并凈化閥桿表面。編織狀石墨填料可克服其他類(lèi)型石墨填料由于磨損而造成的泄漏，但編織狀石墨填料由于絲狀結(jié)構(gòu)導(dǎo)致空隙，從而易滲透。
（2）片狀石墨：用若干片石墨板壓制而成的填料環(huán)，其紋理和閥桿表面相垂直，形成方形斷面，因此流體不易滲透，但它也減少了軸向壓力與徑向壓力的比值，需用更大的壓緊力才能密封。
（3）彎片狀石墨：其紋理與閥桿軸向平行，用若干個(gè)石墨片加工而成。彎片狀石墨在壓制時(shí)的壓力比它工作時(shí)的壓力高得多，因此它在填料函中不會(huì)再收縮。高溫時(shí)由其原理可知容易滲透。但由于加工容易，價(jià)格低廉，目前被廣泛采用。
展開(kāi) 控制閥填料泄漏了怎么辦？
（3）四氟－石墨填料：通過(guò)加入部分玻璃纖維、石墨、二硫化鉬，以提高聚四氟乙烯抗蠕變和導(dǎo)熱性能，但硬度變大，耐腐蝕能力下降，密封性能下降。
2、柔性石墨
柔性石墨材料屬于非纖維質(zhì)材料，它是把天然鱗片石墨中的雜質(zhì)除去。再經(jīng)強(qiáng)氧化混合酸處理后成為氧化石墨。氧化石墨受熱分解放出二氧化碳，體積急劇膨脹，變成了質(zhì)地疏松、柔軟而又有韌性的柔性石墨。是一種壽命長(zhǎng)、密封性能好的材料。
2.1 特點(diǎn)
（1）有優(yōu)異的耐熱性和耐寒性。柔性石墨從-250℃度的超低溫到+600℃度高溫，其物理性質(zhì)幾乎沒(méi)有什么變化；
（2）有優(yōu)異的耐化學(xué)腐蝕性。柔性石墨除在硝酸、濃硫酸等強(qiáng)氧化性介質(zhì)中有腐蝕外，在其他酸、堿和溶劑中幾乎沒(méi)有腐蝕；
（3）有良好的自潤(rùn)滑性。柔性石墨同天然石墨一樣，當(dāng)受外力作用，容易產(chǎn)生滑動(dòng)，因而具有自潤(rùn)滑性，密封性能好；
（4）因其多孔因其多孔疏松而又卷曲，故其回彈性柔韌性好。當(dāng)軸或軸套因制造、安裝等存在偏心而出現(xiàn)徑向圓跳動(dòng)時(shí)，具有足夠的浮動(dòng)性能，即使石墨出現(xiàn)裂紋，也能很好密合，從而保證帖合緊密，防止泄漏。
2.2 石墨填料種類(lèi)
（1）絲狀或編織狀：這種填料彈性好更能包住閥桿并凈化閥桿表面。編織狀石墨填料可克服其他類(lèi)型石墨填料由于磨損而造成的泄漏，但編織狀石墨填料由于絲狀結(jié)構(gòu)導(dǎo)致空隙，從而易滲透。
（2）片狀石墨：用若干片石墨板壓制而成的填料環(huán)，其紋理和閥桿表面相垂直，形成方形斷面，因此流體不易滲透，但它也減少了軸向壓力與徑向壓力的比值，需用更大的壓緊力才能密封。
（3）彎片狀石墨：其紋理與閥桿軸向平行，用若干個(gè)石墨片加工而成。彎片狀石墨在壓制時(shí)的壓力比它工作時(shí)的壓力高得多，因此它在填料函中不會(huì)再收縮。高溫時(shí)由其原理可知容易滲透。但由于加工容易，價(jià)格低廉，目前被廣泛采用。
展開(kāi) 
控制閥填料泄漏的主要原因和對(duì)策！
（3）四氟－石墨填料：通過(guò)加入部分玻璃纖維、石墨、二硫化鉬，以提高聚四氟乙烯抗蠕變和導(dǎo)熱性能，但硬度變大，耐腐蝕能力下降，密封性能下降。
2、柔性石墨
柔性石墨材料屬于非纖維質(zhì)材料，它是把天然鱗片石墨中的雜質(zhì)除去。再經(jīng)強(qiáng)氧化混合酸處理后成為氧化石墨。氧化石墨受熱分解放出二氧化碳，體積急劇膨脹，變成了質(zhì)地疏松、柔軟而又有韌性的柔性石墨。是一種壽命長(zhǎng)、密封性能好的材料。
2.1 特點(diǎn)
（1）有優(yōu)異的耐熱性和耐寒性。柔性石墨從-250℃度的超低溫到+600℃度高溫，其物理性質(zhì)幾乎沒(méi)有什么變化；
（2）有優(yōu)異的耐化學(xué)腐蝕性。柔性石墨除在硝酸、濃硫酸等強(qiáng)氧化性介質(zhì)中有腐蝕外，在其他酸、堿和溶劑中幾乎沒(méi)有腐蝕；
（3）有良好的自潤(rùn)滑性。柔性石墨同天然石墨一樣，當(dāng)受外力作用，容易產(chǎn)生滑動(dòng)，因而具有自潤(rùn)滑性，密封性能好；
（4）因其多孔因其多孔疏松而又卷曲，故其回彈性柔韌性好。當(dāng)軸或軸套因制造、安裝等存在偏心而出現(xiàn)徑向圓跳動(dòng)時(shí)，具有足夠的浮動(dòng)性能，即使石墨出現(xiàn)裂紋，也能很好密合，從而保證帖合緊密，防止泄漏。
2.2 石墨填料種類(lèi)
（1）絲狀或編織狀：這種填料彈性好更能包住閥桿并凈化閥桿表面。編織狀石墨填料可克服其他類(lèi)型石墨填料由于磨損而造成的泄漏，但編織狀石墨填料由于絲狀結(jié)構(gòu)導(dǎo)致空隙，從而易滲透。
（2）片狀石墨：用若干片石墨板壓制而成的填料環(huán)，其紋理和閥桿表面相垂直，形成方形斷面，因此流體不易滲透，但它也減少了軸向壓力與徑向壓力的比值，需用更大的壓緊力才能密封。
（3）彎片狀石墨：其紋理與閥桿軸向平行，用若干個(gè)石墨片加工而成。彎片狀石墨在壓制時(shí)的壓力比它工作時(shí)的壓力高得多，因此它在填料函中不會(huì)再收縮。高溫時(shí)由其原理可知容易滲透。但由于加工容易，價(jià)格低廉，目前被廣泛采用。
展開(kāi) 基于碳納米管和石墨烯的柔性超級(jí)電容器設(shè)計(jì)
碳納米管陣列材料及其電容性能測(cè)試
其他結(jié)構(gòu)的碳納米管柔性超級(jí)電容器
除了薄膜和陣列結(jié)構(gòu)以外，包括碳納米管網(wǎng)絡(luò)，三維碳納米管海綿，碳納米管紗等一系列不同結(jié)構(gòu)都被合成并應(yīng)用于柔性超級(jí)電容器中，由于這些結(jié)構(gòu)兼具高導(dǎo)電性和大比表面積，通常作為基底來(lái)負(fù)載其他活性材料。
【基于石墨烯材料的柔性超級(jí)電容器】
石墨烯具有優(yōu)異的電學(xué)、力學(xué)和熱學(xué)性能，然而石墨烯片層之間的堆疊和團(tuán)聚嚴(yán)重影響了石墨烯的性能，限制了其在柔性超級(jí)電容器方面的應(yīng)用。合成不同形貌和結(jié)構(gòu)的石墨烯是制備柔性石墨烯電極材料的關(guān)鍵。
基于石墨烯纖維的柔性超級(jí)電容器
石墨烯纖維可以通過(guò)水熱，濕紡，自組裝等方法合成。由于其良好的力學(xué)性質(zhì)和導(dǎo)電性，石墨烯纖維可以紡入其他編織物，在可穿戴織物方面具有很大的應(yīng)用潛力。
圖3. 紡入織物的石墨烯纖維超級(jí)電容器
基于石墨烯薄膜的柔性超級(jí)電容器
石墨烯薄膜可以通過(guò)真空抽濾、滴涂、層層自組裝等方法合成。雖然石墨烯薄膜具有高導(dǎo)電性和良好的柔韌性，但石墨烯片層間的團(tuán)聚不僅降低了其表面積，還影響了電解質(zhì)離子的傳輸，所以石墨烯薄膜在應(yīng)用中通常會(huì)加入間隔材料例如碳黑、碳納米管、表面活性劑等。間隔材料的加入往往能大幅度提高材料的電容性能。
圖4. 加入間隔材料的石墨烯薄膜
基于三維石墨烯框架結(jié)構(gòu)的柔性超級(jí)電容器
一維石墨烯纖維和二維石墨烯薄膜都展現(xiàn)出了優(yōu)秀的電化學(xué)性能。但是，在維持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和容量穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上提高活性物質(zhì)負(fù)載量仍是一個(gè)挑戰(zhàn)。三維石墨烯框架結(jié)構(gòu)擁有較好的導(dǎo)電性和潤(rùn)濕性。同時(shí)，也具有更高的活性物質(zhì)負(fù)載量，有利于提高柔性電容器的能量密度。水熱、冷凍干燥、化學(xué)氣相沉積等方法可以用于合成三維石墨烯材料。
展開(kāi) 50-600nm厚度的高遷移率、柔性大面積石墨烯薄膜
50-600nm厚度的高遷移率、柔性大面積石墨烯薄膜
50-600nm厚度的高遷移率、柔性大面積石墨烯薄膜
PAN的引入，可以交聯(lián)氧化石墨烯、減少?gòu)?fù)合薄膜和基底的界面作用力，進(jìn)而消除基底剝離對(duì)基底種類(lèi)、結(jié)構(gòu)及面積的依賴(lài)性；在高溫二維晶化過(guò)程中，PAN可以輔助構(gòu)建原子級(jí)氣體逸散通道，促進(jìn)納米膜厚度提升；此外，氧化石墨烯可以催化PAN二維結(jié)晶，形成完整的石墨烯晶格。nMAG具有良好的電學(xué)性能：載流子遷移率，1540 cm2V?1 s?1；電導(dǎo)率，2.04 MS m?1；載流子壽命4.7 ps。將其應(yīng)用于電磁屏蔽，nMAG的高導(dǎo)電性將其達(dá)成商用最小屏蔽效果(20 dB)的材料厚度降低到了100 nm；將其應(yīng)用于紅外探測(cè)，強(qiáng)光致熱發(fā)射(PTI)效應(yīng)將擴(kuò)展了石墨烯/硅二極管的響應(yīng)波長(zhǎng)從1.5 μm擴(kuò)展到了4 μm。此外，作者通過(guò)將200 nm厚的nMAG層層組裝，降低薄膜氣體逸散阻力，進(jìn)而抑制氣囊的產(chǎn)生。所制備10 μm厚的石墨烯薄膜表現(xiàn)出了較低的折皺密度以及高的導(dǎo)熱系數(shù)(1581 W m?1 K?1)。研究成果以“Flexible Large?Area Graphene Films of 50–600 nm Thickness with High Carrier Mobility”為題發(fā)表于《Nano-Micro Letters》。 l 03圖文導(dǎo)讀 圖1. 超薄自支撐GO/PAN薄膜的制備。 圖2. 基于PAN原子氣體溢出通道。 圖3. nMAG的結(jié)構(gòu)和柔性。 圖4. nMAG的電學(xué)性能和應(yīng)用。 圖5. 由200 nm nMAG 組裝的10 μm mMAG的熱性能。 ★ 平臺(tái)聲明 部分素材源自網(wǎng)絡(luò)，版權(quán)歸原作者所有。分享目的僅為行業(yè)信息傳遞與交流，不代表本公眾號(hào)立場(chǎng)和證實(shí)其真實(shí)性與否。如有不適，請(qǐng)聯(lián)系我們及時(shí)處理。歡迎參與投稿分享！
展開(kāi) 浙大高超教授團(tuán)隊(duì)Carbon：聚丙烯腈的導(dǎo)熱逆變——基于石墨烯層間限域效應(yīng)的導(dǎo)熱膜制備策略
在這一復(fù)合導(dǎo)熱膜的制備策略中，聚丙烯腈的添加比例高達(dá)50%，薄膜的導(dǎo)熱率和導(dǎo)電率分別為1282 W m-1 K-1和9.94×105 S m-1，這一熱導(dǎo)率甚至超過(guò)純石墨烯薄膜1201 W m-1 K-1。此外，利用石墨烯的自融合效應(yīng)，該薄膜可實(shí)現(xiàn)4-80 μm的厚度調(diào)控?？傊?，該方法為石墨烯誘導(dǎo)非石墨化合成及天然高分子制備高導(dǎo)熱膜開(kāi)辟道路，為高分子在石墨烯限域空間下的形態(tài)調(diào)控提供了新思路。
圖1. 高導(dǎo)熱柔性石墨膜的制備策略及GO對(duì)PAN的限域誘導(dǎo)效果
將混合的GO和PAN刮涂成薄膜，經(jīng)過(guò)270 ℃熱壓和2800 ℃的高溫?zé)崽幚?，?shí)現(xiàn)了PAN的石墨化轉(zhuǎn)變及高導(dǎo)熱柔性石墨膜制備。通過(guò)對(duì)比，發(fā)現(xiàn)了PAN在GO誘導(dǎo)下可實(shí)現(xiàn)層狀化結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變及高結(jié)晶現(xiàn)象。
圖2. （a-d）不同含量GO對(duì)PAN限域誘導(dǎo)石墨化后的TEM圖像。（e）GO加入到PAN膜后，PAN的取向變化。（f-j）不同含量GO和PAN復(fù)合膜的XRD和Raman測(cè)試及其結(jié)構(gòu)變化
通過(guò)GO的層間限域，發(fā)現(xiàn)PAN可先后實(shí)現(xiàn)重新取向、層狀化及高度石墨化的過(guò)程。TEM結(jié)果表明了50% GO加入后，高導(dǎo)熱柔性石墨膜的截面展示出高度結(jié)晶性，層間距為0.337 nm。XRD和Raman結(jié)果均顯示了在加入50% GO時(shí)，該石墨膜呈現(xiàn)出最優(yōu)的結(jié)晶結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，表明了GO和PAN的協(xié)同效應(yīng)對(duì)高取向、高性能石墨膜具有重要貢獻(xiàn)。
圖3. （a-h）不同含量GO和PAN復(fù)合膜在熱處理前后的截面形貌SEM圖像。
展開(kāi) 柔性的剝離石墨烯箔上負(fù)載3D納米碳用于高效的電化學(xué)和光電化學(xué)水解
本文開(kāi)發(fā)了一種生長(zhǎng)在柔性剝離石墨烯（FEG）箔上的3D Co-N-P（Co-Nx|P）復(fù)合摻雜碳電極（Co-Nx|P-GC/FEG），并作為先進(jìn)的電催化劑，用于堿性介質(zhì)中穩(wěn)定的電化學(xué)和光電化學(xué)（PEC）水解。在已報(bào)道的過(guò)渡金屬和/或雜原子摻雜的碳電催化劑中，Co-Nx|P-GC/FEG電極表現(xiàn)出最高的OER催化活性，且全電解的性能優(yōu)于Ir/C//Pt/C催化劑。理論計(jì)算與實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致，Co-Nx與P摻雜之間的協(xié)同效應(yīng)有助于Co-Nx|P-GC/FEG的催化活性。本文首次將Co-Nx|P-GC/FEG集成到赤鐵礦電極上，制備了Co-Nx|P-GC/FEG型光電陽(yáng)極，用于高效太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)的水解，在AM 1.5 G下，電壓為1.23 V時(shí)，光電流密度可達(dá)到2.15 mA cm-2，在0.92 V時(shí)，可達(dá)到最大的光電轉(zhuǎn)換效率（0.40％）。
Figure 1.合成Co-Nx|P-GC/FEG的示意圖。
Figure 2. Co-Nx|P-GC/FEG的表征。a,b）數(shù)碼照片；c,d）FESEM圖；e,f）TEM和相應(yīng)的SAED圖；g）HRTEM圖；h）拉曼光譜圖；Co-Nx|P-GC/FEG在i）N 1s和j）P 2p區(qū)域的XPS譜圖。
Figure 3. Co-Nx|P-GC/FEG的電催化性能及機(jī)理研究。
展開(kāi) ：噴墨印刷制備大面積柔性少層石墨烯熱電材料
【圖文導(dǎo)讀】
圖一、石墨烯薄膜的沉積與表征
(a) 懸浮在IPA / PVP溶液中的剝落的少量石墨烯薄片的沉積和退火示意圖；
(b) 退火后石墨烯薄片的AFM厚度分布；
(c) 將石墨烯分散體系滴在SiO2上退火前后的拉曼光譜圖；
(d) – (e) 石墨烯薄膜退火處理前后的SEM照片；
圖二、噴涂石墨烯薄膜的熱電和傳輸特性
(a)-(d) 退火前后石墨烯薄膜的(a) 厚度，(b) 電阻率，(c) 塞貝克系數(shù)與(d) 功率因數(shù)隨墨水中PVP濃度變化的變化趨勢(shì)（虛線(xiàn)表示總體數(shù)據(jù)趨勢(shì)）；
(e) 擬合到公式(1)的后退火電荷濃度（虛線(xiàn)），其帶重疊能量δE= 28.1±2.3meV，如插圖所示，兩個(gè)拋物線(xiàn)帶內(nèi)部區(qū)域；
(f) 后退火晶格（實(shí)心符號(hào)）和電子（空心符號(hào)）導(dǎo)熱率的溫度依賴(lài)性；
圖三、噴墨印刷熱電器件和性能評(píng)估
(a) 柔性PET基材上噴墨印刷的石墨烯圖案的照片；
(b) 由20根銀帶與石墨烯帶組成的噴墨印刷裝置的照片，（上方為彎曲狀態(tài)，下方為正常狀態(tài)）；
(c) 器件產(chǎn)生的熱電壓對(duì)溫度梯度的響應(yīng)函數(shù)關(guān)系，插圖為印刷設(shè)備幾何圖形的示意圖；
(d) 單根石墨烯帶熱電性能隨彎曲循環(huán)此時(shí)的相對(duì)變化（誤差棒展示了功率因數(shù)變化），內(nèi)部插圖為未變形薄膜的塞貝克系數(shù)測(cè)量；
(e) 在彩色箭頭所示的拉伸（上插圖）和壓縮（下插圖）彎曲下，單根石墨烯帶電阻隨彎曲半徑的相對(duì)變化；
(f) 該工作與現(xiàn)有文獻(xiàn)中所報(bào)道的和大面積溶液處理石墨烯，其他二維材料和石墨烯導(dǎo)電聚合物薄膜的|S|與σ關(guān)系，虛線(xiàn)代表恒定功率因數(shù)的等值線(xiàn)。
【小結(jié)】
該論文提出了一種可用于熱電器件制備的無(wú)掩膜、低成本、便捷的納米多孔石墨烯薄膜的大面積噴墨印刷方法。通過(guò)控制石墨烯膜中的聚合物添加劑PVP的含量，在相同過(guò)程內(nèi)實(shí)現(xiàn)了n型和p型電荷傳輸。
展開(kāi) 石墨烯摻雜取得重要進(jìn)展！
石墨烯由于其優(yōu)越的化學(xué)穩(wěn)定性、高的電子遷移率、機(jī)械柔性以及高透射率，被認(rèn)為是一種有前途的高性能納米電子材料。特別是石墨烯的雙極特性（摻雜后石墨烯可以表現(xiàn)為n型或p型）使得其與現(xiàn)有電子器件具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。到目前為止，人們對(duì)石墨烯摻雜進(jìn)行了大量的研究，如不同氣體環(huán)境下的紫外輻射、離子液體/離子凝膠或氣體分子的吸收等，但這些摻雜都會(huì)引入第二相，是不可逆的。
針對(duì)上述問(wèn)題，西安交通大學(xué)材料學(xué)院功能材料及自旋電子研究中心設(shè)計(jì)出一種新型全無(wú)機(jī)柔性石墨烯場(chǎng)效應(yīng)晶體管（GFET），利用純機(jī)械應(yīng)變和鐵電薄膜Pb0.92La0.08Zr0.52Ti0.48O3的撓曲電效應(yīng)成功地實(shí)現(xiàn)了石墨烯摻雜濃度的可控，發(fā)現(xiàn)石墨烯的狄拉克點(diǎn)（VDirac）隨著GFET彎曲半徑（正向彎曲或反向彎曲）呈線(xiàn)性變化。
相比于其他調(diào)控石墨烯摻雜的方法，本工作避免了雜化摻雜對(duì)石墨烯造成的破壞以及化學(xué)修飾摻雜帶來(lái)的其他物質(zhì)吸附，且為可逆、可控的和柔性的。基于以上優(yōu)點(diǎn)，全無(wú)機(jī)柔性石墨烯場(chǎng)效應(yīng)晶體管不僅可以通過(guò)彎曲機(jī)械應(yīng)力調(diào)控石墨烯摻雜，而且還可以根據(jù)柔性鐵電柵GFET的VDirac變化來(lái)檢測(cè)樣品的彎曲狀態(tài)。
這項(xiàng)研究成果被材料科學(xué)領(lǐng)域國(guó)際知名期刊 Materials Horizons（IF=13.183）選為當(dāng)期內(nèi)封面發(fā)表。材料學(xué)院馬春蕊副教授和賈春林教授共同指導(dǎo)的博士生胡光亮為第一作者，馬春蕊副教授為通訊作者，參與該工作的還有西安交大劉明副教授、劉衛(wèi)華教授以及堪薩斯大學(xué)吳朱迪（Judy Wu）教授。西安交通大學(xué)為該論文的第一作者和唯一通訊作者單位。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金重大專(zhuān)項(xiàng)、國(guó)家“973”項(xiàng)目、國(guó)家青年基金等支持。
來(lái)源：西安交通大學(xué)
展開(kāi) 
基于comsol的膨脹石墨+石蠟熱分析
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</div><p><img src="http://www.yqgqt.org.cn/platform/static/ueditor/themes/default/images/spacer.gif"><img src="http://www.yqgqt.org.cn/platform/static/ueditor/themes/default/images/spacer.gif"></p><p> 膨脹石墨作為制造柔性石墨的中間產(chǎn)品，是由天然鱗片石墨經(jīng)氧化、酸化插層、水洗、干燥、高溫處理而得到的一種疏松多孔的蠕蟲(chóng)狀物質(zhì)，又名石墨蠕蟲(chóng)。膨脹石墨不僅具有天然石墨本身的耐熱、耐蝕、導(dǎo)電、導(dǎo)熱、自潤(rùn)滑性等優(yōu)良特性，還具有天然石墨不具備的輕質(zhì)、柔軟、可壓縮、可回彈等性能，因此，在密封領(lǐng)域，膨脹石墨材料具有比石棉、橡膠等材料更優(yōu)異的性能和用途。用膨脹石墨制成的各種帶、板、片材已廣泛用作石油、化工、電力、冶金、機(jī)械、宇航、核工業(yè)等行業(yè)領(lǐng)域。例如，用膨脹石墨制成的柔性石墨制品被譽(yù)為世界“密封之王”，在機(jī)械密封領(lǐng)域具有極其重要的地位；膨脹石墨在環(huán)保領(lǐng)域可作為吸油材料，用于廢油回收以及廢水治理中的微生物載體；由膨脹石墨制備的石墨散熱板成為取代銅、鋁等傳統(tǒng)金屬材料的新一代散熱基材。此外，膨脹石墨還可用作醫(yī)療敷料、催化劑、固定化載體及固體電解液等。
展開(kāi) 北京化工大學(xué)《AFM》：柔性MXene骨架促進(jìn)石墨電極穩(wěn)定儲(chǔ)鉀！
該方法為構(gòu)建高性能的儲(chǔ)鉀器件提供了一種新的制備石墨陽(yáng)極的方案，并可推廣到其他在電化學(xué)儲(chǔ)能充放電過(guò)程中體積變化較大的活性材料。深入了解石墨陽(yáng)極的相變機(jī)理和鉀在GNF/MXene異質(zhì)界面上的吸附/遷移，將加深對(duì)電化學(xué)儲(chǔ)鉀機(jī)理的理解。（文：SSC）
圖1.Ti3C2Tx Mxene的儲(chǔ)鉀特性
圖2.GNFM全集成電極的制備及GNFS和MXene、GNFM-1.5和GNF-PVDF-1.5的表征
圖3.GNFM全集成電極的特性。
圖4.GNFM全集成電極的儲(chǔ)鉀機(jī)理
圖5. GNF-PVDF-1.5和GNFM-1.5電極的電化學(xué)儲(chǔ)鉀行為和性能。
圖6.GNF和MXene異質(zhì)界面上鉀吸附/擴(kuò)散的理論模擬。
圖7. GNFM全集成電極在不可燃電解液中的電化學(xué)性能及其作為不可燃鉀離子電容器陽(yáng)極的應(yīng)用。
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展開(kāi) 石墨烯新能源技術(shù)時(shí)代已經(jīng)正式開(kāi)啟 而中國(guó)就是先驅(qū)者！
石墨烯是目前發(fā)現(xiàn)的最薄、強(qiáng)度最大、導(dǎo)電導(dǎo)熱性能最強(qiáng)的一種新型納米材料，石墨烯被稱(chēng)為“黑金”，是“新材料之王”。科學(xué)家甚至預(yù)言石墨烯將“徹底改變21世紀(jì)”，甚至極有可能掀起一場(chǎng)席卷全球的顛覆性新技術(shù)新產(chǎn)業(yè)革命。一旦石墨烯技術(shù)能應(yīng)用到商業(yè)中，將取代煤炭與石油天然氣，以及硅，成為提供人類(lèi)生活所需大多數(shù)發(fā)電能源的來(lái)源，這無(wú)疑將徹底顛覆當(dāng)前的大量產(chǎn)業(yè)！
石墨烯手機(jī)充電時(shí)間只需5秒，電池就滿(mǎn)檔，可以連續(xù)使用半個(gè)月！石墨烯電池只需充電10分鐘，環(huán)保節(jié)能汽車(chē)就有可能行駛1000公里！正因?yàn)?em>石墨烯有著無(wú)與倫比的性能和優(yōu)勢(shì)，被許多國(guó)家列為頭號(hào)技術(shù)研發(fā)。目前全球已有超過(guò)200個(gè)機(jī)構(gòu)和1000多名研究人員從事石墨烯研發(fā)。都試圖占領(lǐng)著市場(chǎng)的先機(jī)，爭(zhēng)奪著時(shí)代的話(huà)語(yǔ)權(quán)！
基于石墨烯的柔性電子產(chǎn)品能夠很好地克服現(xiàn)今的材料與技術(shù)限制，使手機(jī)或者電腦等智能電子產(chǎn)品將變得柔軟且可折疊，更便于攜帶。因此，未來(lái)石墨烯將在越來(lái)越多柔性電子產(chǎn)品中大量使用。
從發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，石墨烯無(wú)疑將在柔性電子、智能穿戴、觸摸屏、傳感器、導(dǎo)熱導(dǎo)電材料、功能涂料等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。目前，最新研制成功的石墨烯柔性OLED顯示屏已顯示出跨時(shí)代的發(fā)展，未來(lái)?yè)碛袕V闊的發(fā)展空間。
每一次核心技術(shù)的升級(jí)，都極大地影響著世界，以石墨烯引發(fā)的技術(shù)變革也被稱(chēng)之為改變世界的技術(shù)。今天，在開(kāi)發(fā)新能源技術(shù)的時(shí)代，中國(guó)無(wú)疑領(lǐng)先于任何一個(gè)國(guó)家。中國(guó)徹底宣告：石墨烯新能源技術(shù)時(shí)代已經(jīng)正式開(kāi)啟，而中國(guó)就是先驅(qū)者！
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展開(kāi) ：直接激光寫(xiě)入石墨烯用于微柔性超高功率超級(jí)電容器
【引言】
高性能柔性儲(chǔ)能器件的研究對(duì)于柔性、可穿戴電子器件的發(fā)展尤為重要。目前主要依賴(lài)于薄膜鋰離子電池（LTF）、微電池和微超電容器（MSC）。固態(tài)的MSCs可以和其他電子器件組裝。傳統(tǒng)的超級(jí)電容器通常采用石墨烯或者石墨烯衍生物提高器件的性能。MSCs電極的制備方法通常是旋涂、真空鍍膜、激光涂敷、噴墨打印、絲網(wǎng)印刷和光刻制作等方法。目前報(bào)道的大多數(shù)基于石墨烯的薄膜電極都是基于還原的氧化石墨烯（rGO）。然而通過(guò)高溫、等離子體或還原劑處理的還原過(guò)程，不適用于可擴(kuò)展和集成的應(yīng)用，而且由于石墨烯之間的范德瓦爾斯相互作用而重新堆積。直接激光寫(xiě)入（DLW）技術(shù)提供了一種有效制備MSC的方法。無(wú)論柔性基板和剛性基板上，在室溫和大面積區(qū)域都有很好的應(yīng)用潛力。
【成果簡(jiǎn)介】
近日，中國(guó)科技大學(xué)的朱彥武（通訊作者）等人，發(fā)現(xiàn)高性能的、柔性的微型超級(jí)電容器（MSCs），作為集成電子設(shè)備的電源非常有潛力。本文采用化學(xué)氣相沉積（CVD）的方法，結(jié)合直接激光寫(xiě)入（DLW），制備多層石墨烯基MSC（MG-MSC）。結(jié)合多層CVD石墨烯薄膜的干轉(zhuǎn)移，DLW可以高效地制造大面積的MSC。這種方法具有靈活性、多樣的平面幾何形狀和設(shè)計(jì)集成的能力。在離子凝膠電解質(zhì)中，MG-MSC表現(xiàn)出23 mWh cm-3的超高能量密度和1860 W cm-3的功率密度。值得注意的是，在聚（乙烯醇）（PVA）/H2SO4水凝膠電解質(zhì)中，MG-MSC表現(xiàn)出優(yōu)異的柔性的交流電振蕩性能。在120 Hz時(shí)，相角為-76.2°，阻容常數(shù)為0.54 ms。在PVA/H2SO4水凝膠電解質(zhì)中，采用DLW制備的MG-聚苯胺（MG-PANI）混合型MSC，顯示優(yōu)化的電容為3.8 mF cm-2，展示了由MG-MSCs線(xiàn)顫動(dòng)，MG-PANI MSC和壓力/氣體傳感器組成的集成設(shè)備。
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