4月17日,中国工程院瞿金平院士团队采用工业化的微挤出压缩成型技术制备了一种具有三维互连开孔结构的微/纳结构聚乙烯/碳纳米管(MN-PCG)泡沫材料。该材料是一种新型淡水收集泡沫材料,该材料表面的三维纳/微米结构为微小水滴提供了充足的成核点以从潮湿空气中收集水分,在夜间实现了1451 mg cm -2 h -1的雾收集效率,同时具备良好的超疏水性、耐酸碱性、耐热性和主动/被动除冰性,这些特性能保证其在户外实际应用中长时间工作。他们提出的全天候淡水收集材料制备方法,为解决全球水资源短缺问题提供了一个良好的解决方案。相关研究成果日前发表在学术期刊《Small》上。
锂离子电池长期以来一直是储能的重点。本文,西安建筑大学Shuli Gao、陈长城 副教授等在《J. Phys. Chem. C》期刊发表名为“Twin-Graphene: A Promising Anode Material for Lithium-Ion Batteries with Ultrahigh Specific Capacity”的论文,研究采用第一性原理密度泛函理论方法研究了碳衍生结构作为锂离子电池负极的潜在应用。计算结果表明,修正的晶格常数、结构和参数与早期研究相似。值得注意的是,双石墨烯双层对锂有几个稳定的吸附位点。同时,发现原始双石墨烯半导体的特性在吸收锂后转变为金属性能。通过攀登图像推导弹性带计算,我们得到了双石墨烯上锂离子的0.42 eV介质扩散势垒,这表示强烈的扩散率。因此,它具有3916 mAh/g的超高理论容量,约为石墨烯(744 mAh/g)的5倍。双石墨烯双层锂离子电池的平均开路电压为0.32 V,保证了实际应用中的长使用寿命和快速充电。双石墨烯双层相对良好的导电性和稳定性在整个充放电操作中得到了进一步证明。由于上述原因,双石墨烯双层将是可以应用的优秀电池阳极。
积冰导致的安全问题对人类生活构成了很大的威胁,而现有涂层的耐磨性差,导热性差限制了防冰涂层的广泛应用。在此,瑞典吕勒奥工业大学(Luleå University of Technology)史以俊团队将石墨烯引入树脂涂层得到一种石墨烯增强的耐磨导热防冰涂层。具体地,将石墨烯复合到树脂涂层中,利用石墨烯优异的导热性来改善复合涂层的导热能力,使其能应用在现有加热除冰材料的表面。石墨烯独特的2D层状结构,可以降低磨损过程中磨粒对涂层的破坏,提升的涂层的抗磨损能力,从而延长使用寿命。结果显示,当石墨烯的质量分数约为8%时,复合涂层具有最佳的机械性能,高的热导率和低的磨损深度。此外,石墨烯的引入促使表面形成了有效的微纳结构,延长了冰的成核时间,降低了冰在涂层表面的黏附强度。同时还对比了氮化硼作为导热耐磨填料对复合涂层性能的影响。本研究中的具有出色耐磨性能和导热性能的防冰涂层,对于各种除冰场合具有极大的应用前景。