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  • 研究方向:石墨烯的智能可穿戴

    評論人:清華大學微納電子系任教授團隊的學生

          我是清華大學微納電子系任教授團隊的學生,目前組內有一個研究方向是石墨烯的智能可穿戴。我所進行的實驗是石墨烯智能人工喉的研究,采用了激光直寫法還原氧化石墨烯制備石墨烯。在選擇氧化石墨烯溶液時,我們課題組始終購買的都是南京先豐納米材料科技有限公司的石墨烯。我們知道,在制備石墨烯的實驗中,試劑的質量是決定實驗成果的一個重要因素,先豐納米的這款氧化石墨烯溶液色澤正,質量高,溶液較為均勻,有十分豐富的濃度梯度可供選擇。


          為了獲得大量的石墨烯薄膜供研究和生產,我們組所使用過的有幾種傳統的石墨烯制備工藝方法:機械剝離法、化學氣相沉淀法以及激光直寫還原法等,但機械剝離法無法控制石墨烯納米片的大小以及難以規模化生產,化學氣相沉淀法由于利用了強酸的氧化性對石墨進行氧化處理,因此所制備的產物引入了諸多晶格缺陷,容易導致一些物理、化學性能的損失,尤其是導電性能的下降。傳統的石墨烯制備方法面臨制備過程復雜、耗時長、成本高、圖形化困難等諸多問題,一直制約了石墨烯的廣泛應用。由此我們課題組提出了一種基于激光直寫的方式進行石墨烯加工制備的手段。利用一臺激光雕刻機,通過激光照射到氧化石墨烯薄膜上,將氧化石墨烯直接還原成石墨烯。這種方法可以高速快捷、可生產出各種自定制的石墨烯圖案。并且這種方法制備的石墨烯可放置在任何物體上。


          在我制備的石墨烯人工喉器件中,首先將氧化石墨烯溶液與四氫呋喃按比例混合,之后滴在剪好的4cm*4cm的水轉印紙上,在通風櫥中常溫晾置12h后,石墨烯混合溶液便能完全干燥,之后利用激光雕刻機,便將氧化石墨烯還原為了石墨烯。我所制備的石墨烯人工喉需要具備收聲和發聲的兩種功能,通過先豐納米提供的氧化石墨烯溶液,我制備出了厚度薄、低電阻、柔性高、靈敏度強、散熱性好、性能穩定的石墨烯薄膜,得到了非常出色的實驗結果,最終文章發表在了ACS Nano期刊上。在此十分感謝南京先豐納米材料科技有限公司提供的高質量石墨烯溶液,以及感謝他們熱情周到的服務。


  • 研究方向:功能高分子復合材料、聚合物/無機微孔復合材料和仿生超浸潤復合材料的合成

    評論人:高守建

    基于一維納米材料碳納米管構建的薄膜具有優異的導電率、透光性和機械強度,因而在能源存儲、透明電子器件等領域具有巨大的研究和應用前景。然而碳納米管薄膜所具有的納米級可調孔徑、超薄厚度和極高孔隙率(可達60%)等分離膜特性往往被人們忽略。2012年起,中科院蘇州納米所靳健課題組獨辟蹊徑,將碳納米管薄膜應用于液相分離,同時結合碳納米管的超親油、疏水特性實現了高效的油中除水應用,成功分離了多種油包水乳液(Adv. Mater., 2013, 25, 2422-2427)。此后,我們題組通過對碳納米管膜進行表面修飾,制備了一系列具有特殊浸潤性、溫敏、光敏、壓力敏感的納米功能薄膜(ACS Nano, 2014, 6, 6344-6352; ACS Nano, 2015, 9, 4835-4842; J. Mater. Chem. A, 2015, 3, 2895-2902; J. Mater. Chem. A, 2015, 3, 23477-23482; ACS Appl. Mater. Inter., 2016, 8, 13607-13614)。得益于其納米級孔徑和厚度,該類納米功能薄膜在多種液相分離應用中展現出超高的分離效率和相對于傳統超濾膜提升1-2個數量級的分離通量。碳納米管薄膜作為超濾膜的一種,我們課題組拓展了其另一個用途:作為支撐層通過界面聚合反應制備新型納濾膜。不同于表面開孔率極低的傳統超濾膜,碳納米管薄膜極高的孔隙率可以促使水相單體在膜表面(界面)均勻可控的分布和擴散,從而得到超薄且無缺陷的聚酰胺分離層,大大降低納濾膜的傳質阻力,提高膜通量。另一方面,碳納米管薄膜極高的表面開孔率也使得聚酰胺分離層的有效分離面積和通量大幅提升(Nat. Commun., 2018, 9, 2004; Small, 2016, 12, 5034-5041; ACS Nano, 2019, DOI: 10.1021/acsnano.8b09761)。

    在上述的研究成果中,我們一直使用來自南京先豐納米材料科技有限公司的超高純超長單臂碳納米管產品(XFS01),碳納米管薄膜具有如此優異的分離性能離不開該碳納米管產品優異的長徑比(低至2 nm的管徑和5-30 um的長度),這對薄至幾十納米的碳納米管薄膜同時具有優異的機械強度、可控的孔徑和極高的孔隙率至關重要。在此,我們十分感謝南京先豐納米材料科技有限公司穩定的碳納米管產品供應,同時我們也期待能使用該公司的其他高品質納米材料產品在科研上取得更多成果。


  • 先豐產品助力我的科研之路

    評論人:龐于博士——清華大學微電子研究所任天令教授課題組

    從我們組開始接觸石墨烯材料開始,一直在使用先豐納米的產品,相關成果多次發表在高水平SCI期刊,ACS nano, ACS Applied Materials & Interfaces, Biosensor & Bioelectronics中。 目前,用先豐納米產品所取得的科研成果主要包括:利用氧化石墨烯高溫熱還原制備石墨烯拉力和壓力傳感器。其器件具有較高的靈敏度、寬線性測量范圍、快速的響應時間和長期的穩定性,這些柔性的力學傳感器在人體生理信息監測方面起到重要的作用。 利用石墨烯溶液和金納米膠體顆粒修飾多孔石墨烯后,表現出對濕度的高靈敏度響應,成功地應用于對人體呼吸不同模式和不同速率的監測。 在實驗中,使用先豐納米的石墨烯材料,做出的器件穩定性、均一性、重復性都非常好。 石墨烯是目前發展最成熟和完備的二維材料之一,之前的研究對其基本的制備、物理化學性能、潛在的應用都做了很多的嘗試,實現了很多從0到1的突破。對于石墨烯未來的發展,我覺得要從如何增加石墨烯材料的工程應用,如何找到其合適的突破點著手,讓其在產業中開花結果是重中之重。從實驗階段到實際應用,我們在一步步的思考和探索,期望早日實現,造福社會! 最后特別感謝貴公司提供的高質量產品為我們學術和科研帶來便利,希望今后能進一步合作,為更多納米材料的應用造福人類社會而努力! 論文相關鏈接: 1.https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsnano.7b07613 2.https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0956566318303920 3.https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsami.6b08172

  • Nanocomposite Films[J]. ECS Journal of Solid State

    評論人:Synthesis

    1691. Ma X, Lu S, Wan F, et al., Synthesis and Electrochromic Characterization of Graphene/V2O5/MoO3 Nanocomposite Films[J]. ECS Journal of Solid State Science and Technology 2016, 5, P572-P577.

  • Nanocomposite Films[J]. ECS Journal of Solid State

    評論人:Synthesis

    1691. Ma X, Lu S, Wan F, et al., Synthesis and Electrochromic Characterization of Graphene/V2O5/MoO3 Nanocomposite Films[J]. ECS Journal of Solid State Science and Technology 2016, 5, P572-P577.

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