高质量石墨烯片的膨胀剥离法制备及测试

摘要：石墨烯具有诸多优异的理化性能，其功能产品正逐步从理论研究走向产业应用，但如何高质量、低成本的批量化制备仍是限制石墨烯产品规模化推广的关键。本文提出了一种基于膨胀剥离过程的石墨烯制备方法，该方法先将天然石墨在常温常压下自行膨胀以减弱层间范德华力，再对膨胀后的石墨进行液相剥离即得到石墨烯片。与已有报道相比，该方法省去了石墨膨胀需要高温加热或微波辐照这一必要条件，且对不同规格天然石墨均适用，具有显著的成本优势。采用场发射扫描电子显微镜、透射电子显微镜、原子力显微镜、Ｘ射线光电子能谱仪、Ｒａｍａｎ 光谱仪对石墨烯的形貌、成分和晶体质量进行了表征分析，制备的石墨烯片60%以上厚度在５ 层以下，具有较高晶体质量，不含硫，含氧量极低。再将石墨烯片通过旋转涂覆制成透明导电膜，测得85.2%透光度条件下方块电阻低至118Ω/ｓｑ，进一步证实该方法能够高质量、低成本制备石墨烯。

新材料 2026年06月12日 1 点赞 0 评论 173 浏览

从生物矿化到碳矿化：仿生材料制备新策略

摘要：自然界历经数十亿年的自然选择，孕育出具备精妙微观结构、优异力学性能与独特功能特性的生物材料，其温和的制备过程和极高的资源利用效率，为人造材料的发展提供了重要借鉴。然而，当前关于仿生材料的研究存在性能与能耗之间的矛盾，呈现出“性能优先”与“工艺滞后”的失衡局面。而碳矿化材料作为一种将气态CO2 矿化转化为固态碳酸钙的新型无机非金属复合材料，具有反应条件温和、高强高耐久、组成结构可调控等优势，又称为可设计的人造石材，即Engineered LimeStone(ELS)，成为仿生材料绿色制备的理想载体。本文总结了仿生材料制备的最新研究进展，综合分析了性能、能耗、效率等指标，并对仿生材料的未来发展趋势进行展望，提出了基于碳矿化体系的仿生材料制备策略。

新材料 2026年07月16日 1 点赞 0 评论 203 浏览

1kA 级高温超导电流引线的结构优化设计及制备研究

摘要: 为解决中小型1 kA 级高温超导电流引线在高通流条件下自场衰减严重、利用率低的问题, 在理论分析、数值仿真及实验验证基础上, 对传统堆叠密排式结构进行了结构优化设计。首先, 采用一维解析模型和COMSOL 有限元仿真对换热器段的热传导性能进行系统分析, 确定最优长度截面比; 其次, 提出10×2 阵列式分散排布结构设计, 基于FR-4 材料构建外支撑骨架, 完成高温超导段样品制备; 最后, 在77 K 液氮环境下对优化结构和传统结构进行通流测试, 结果表明优化结构的自激发场强度较传统堆叠密排式降低60.8%, 对应临界电流保持率由55%提升至80%(其中“临界电流保持率”指在运行磁场下超导带材保持的临界电流与无磁场下临界电流的比值); 同时, 该设计兼顾引线的紧凑体积(Φ44 mm×362 mm)、高效散热及易维护性, 展现出优异的电输运稳定性和高可靠性, 具有广泛应用前景。

新材料 2026年08月10日 1 点赞 0 评论 117 浏览

新型石墨烯复合材料在金属防腐蚀领域的研究进展

摘要: 介绍了石墨烯复合材料的防腐蚀原理,总结了国内外石墨烯和氧化石墨烯防护膜在金属防腐蚀领域的研究现状及存在的问题。简要介绍了改性石墨烯复合涂层的制备工艺及其效果。从无机纳米氧化物/石墨烯复合材料、聚苯胺/石墨烯复合材料、聚氨酯/石墨烯复合材料和硅烷/石墨烯复合材料等四方面综述了改性石墨烯复合材料在金属防护中的应用,指出目前我国石墨烯复合材料存在的主要问题,并对石墨烯复合材料在金属防腐蚀领域的研究方向进行了展望。

新材料 2025年08月04日 1 点赞 0 评论 235 浏览

高温金属结构材料单晶制备及其研究进展

摘要：高温金属结构材料具有极其突出的高温力学性能、抗氧化能力等，被广泛用于航空航天、武器装备、核电装备等重要领域。其单晶不存在晶界破坏，具有韧-脆转变温度低、高温结构性能稳定等优点，使用温度比相同成分的传统柱状晶提高50~100℃，安全服役寿命得以显著提高，因而高温金属结构材料单晶的制备、取向及其性能已经成为当前高温结构材料领域研究的热点。该综述简要回顾了高温金属结构材料单晶发展历程，重点且系统论述了近年来国内外最新研究进展，分别介绍了气相沉积法、电子束悬浮区域熔炼法、光束悬浮区域熔炼法、等离子弧熔炼法、增材制造技术等制备工艺、原理、优缺点及最新研究现状，总结了不同制备工艺对高温金属结构材料单晶组织、性能的影响及其作用规律，并展望了未来的研究趋势以及应用前景，以期对高温金属结构材料的优化和发展提供借鉴意义。

新材料 2024年05月31日 1 点赞 0 评论 259 浏览

高密度超长碳纳米管的可控制备：进展与展望

摘要： 碳纳米管因其优异的力学、电学、热学和光学性能，在碳基集成电路、超强超韧纤维、机械储能、柔性可穿戴设备等众多尖端领域拥有广阔的应用前景。碳纳米管的单体结构和微观形貌（如长度、取向度、缺陷浓度、洁净程度等） 对其基础物理性质有显著的影响。在各类碳纳米管中，只有具有宏观长度、低缺陷浓度和高取向度的超长碳纳米管才能充分体现和发挥其本征的性能优势并满足很多尖端领域对其结构和性能的严格要求。实现超长碳纳米管实际应用的关键在于实现其大规模制备，然而其目前的产率远远无法满足应用需求，因而其在高密度、高产率制备方面依然面临很多挑战。深入讨论了超长碳纳米管的生长机理，分析了超长碳纳米管产率低的原因，系统总结了高密度超长碳纳米管的制备方法，并介绍了目前在超长碳纳米管实际应用方面的最新进展。另外，还总结了超长碳纳米管制备领域所面临的科学和技术挑战，并对未来的发展方向进行了深入的讨论。

新材料 2024年10月29日 1 点赞 0 评论 505 浏览

石墨烯层间原位生长碳纳米管薄膜制备及其导热性能研究

摘要:随着电子器件的集成化程度越来越高, 对热管理材料的导热性能提出了更高要求。石墨烯具有很高的面内导热系数, 由石墨烯微片堆叠而成的石墨烯薄膜面内方向具有较高导热性能, 但是其厚度方向导热性能较低。碳纳米管与石墨烯有相同的元素组成和相似的晶体结构, 碳纳米管轴向热导率很高。本文通过将氧化铝颗粒、催化剂二茂铁和碳源PMMA 同时引入氧化石墨烯薄膜层间,在氧化石墨烯薄膜热还原的同时, 原位生长碳纳米管,形成含氧化铝颗粒、一维碳纳米管和二维石墨烯三种材料和多维结构石墨烯复合薄膜。其中, 二维石墨烯片提供高的面内导热性能, 沿石墨烯膜厚度(层间) 生长的一维碳纳米管提供较高的厚度方向导热性能; 氧化铝颗粒作为高导热填料, 填充石墨烯薄膜的层间间隙,连通石墨烯片导热通道; 同时,氧化铝颗粒作为碳纳米管高效原位生长的衬底,显著提高碳纳米管的生长效率, 提高碳纳米管含量, 显著提高石墨烯膜的导热性能。研究结果表明, 厚度为50μm的还原氧化石墨烯复合薄膜的面内导热系数达1006±32W/mk、厚度方向导热系数达7.30±0.16W/mk。

新材料 2025年11月19日 1 点赞 0 评论 447 浏览

从传统到智能：木材颜色处理技术的研究进展

摘要：近年来，木材颜色处理技术取得了显著进展，多种方法共同推动了木材加工业的发展。漂白剂的使用提升了木材颜色的均匀性，为后续处理奠定了基础。真菌染色通过生物作用实现了颜色变化，天然染料则增强了木材的抗紫外线和防霉性能，延长了户外使用寿命。金属离子变色与木材成分反应，带来丰富的颜色变化，提升了装饰性。热处理改变木材结构，使颜色加深并提高了耐久性。在此基础上，智能算法尤其是机器学习技术，被应用于染色和热处理工艺，精准调整参数并预测效果，显著提升了生产效率和产品质量。这些技术集成推动了木材加工业向高效、环保和可持续方向发展。

新材料 2026年01月09日 1 点赞 0 评论 297 浏览

液态金属活物质与人工生命体系的构筑

摘要：近年来，常温液态金属因一系列类生命现象与基础效应的发现，极大激发了人工生命与智能物质的探索。以这类材料为核心的各类功能体系，为实现超常规智能提供了崭新而富有前景的物质基础。除具备典型金属的基本功能外，液态金属还具有流动性、固液相变等物化性质，能够对外界刺激做出多元化响应，如大尺度可逆形变、逆重力攀爬，甚至展示出各种类生命行为，如自驱动、自组织、自分散、自生长、自修复、呼吸获能、自振荡和胞吞效应等。种种迹象表明，液态金属及其衍生材料、器件与系统正以某种“进化”方式，朝着构筑全新一代智能体系乃至可变形机器人的方向迈进。本文旨在介绍液态金属活物质的基本概念和演化路径，探讨液态金属典型的类生物活物质属性，总结其中的基础科学问题，并解读其对发展人工细胞、仿生器官以及智能机器人等方面提供的科学启示。同时，本文还将剖析研制液体集成型柔性智能机器人的可行途径，以及面临的科学挑战与技术机遇，最后对液态金属人工生命领域的发展前景进行展望。

新材料 2026年02月12日 1 点赞 0 评论 276 浏览

基于文献和专利分析的石墨烯导电油墨发展态势研究

摘要：石墨烯导电油墨是一种基于石墨烯高导电性的新型油墨。2010至2024年的文献和专利分析显示，该技术领域的国内外文献发表和专利申请趋势呈现出高度一致的态势，2016年左右迎来快速发展，2020年后稍有回落。从论文分析看，研究热点集中在使用工艺提升、组分优化和应用领域拓宽三方面。具体包括喷墨打印和导电丝材在3D打印中的应用，分散剂的改进、水性与环保溶剂的开发以及复合油墨和烧结工艺的优化，应变传感器和湿度传感器等新兴领域的开发。从专利分析看，主要应用领域包括：电子设备（如传感器、RFID天线、晶体管等）、电磁干扰屏蔽以及应用于电子和光学设备的纳米薄膜。高影响力专利主要集中在3D纳米结构、多层印刷电路、柔性传感器等方向。石墨烯导电油墨未来研究领域正朝着高性能传感器、柔性电子、能量存储和生物医学应用等方向发展。

新材料 2026年03月14日 1 点赞 0 评论 132 浏览