奇材进展

前沿热点

双壁碳纳米管

碳纳米管作为已知强度最高的材料之一，其单壁结构的拉伸强度可达120 GPa，具有作为超强材料的应用潜力。但双壁碳纳米管（DWCNTs）因内外层间摩擦力较弱，在拉伸时易发生“剑鞘式断裂”，导致其有效强度仅为单壁碳纳米管的一半。

发布时间： 2025-06-26阅读次数： 30
石墨烯革命：从实验室奇迹到产业新星

在材料科学领域，一种仅由单层碳原子构成的蜂窝状二维晶体，正以惊人的速度重塑技术边界。这种被誉为“奇迹材料”的石墨烯，厚度小于1纳米——20万片叠加才相当于一根头发丝的直径。但正是这种极致的薄，赋予了它超凡的导电性、导热性和机械强度，成为引领新一轮产业变革的关键力量。

发布时间： 2025-06-25阅读次数： 40
复合集流体

集流体是锂电池中铜箔和铝箔的总称，起承载活性物质和汇集电流的作用。集流体一般指电池正负极用于承载活性物质（正负极材料）的基体金属，活性物质在充放电过程中产生的电流通过集流体汇集，再向外输出至外电路。根据锂电池的工作原理和结构设计，正、负极材料需涂覆于集流体上，经干燥、辊压、分切等工序，制备得到锂电池负极片。

发布时间： 2025-06-21阅读次数： 146
导电剂的含量对锂离子电池性能的影响

在锂电池的极片中，导电剂和粘结剂往往相互混合在一起形成连续的碳胶相，活性颗粒镶嵌在碳胶相网络中。碳胶相是电子和离子传导的主要路径，一方面，导电剂形成相互连通的三维网络，传导电子，就像人体内的错综复杂的神经网络末梢；另一方面，碳胶相内部具有亚微米、纳米级的孔隙，电解液填充在这些孔隙内，传导锂离子，如同人体内的毛细血管网。这种碳胶相直接影响着电子和离子的传输效率和电池的整体性能。而导电剂，正是构建这种“神经末梢”和“毛细血管”的关键材料。它像一座桥梁，连接活性物质颗粒，降低电阻、提升倍率性能；同时不同的导电剂又会形成不同的孔隙微观结构，决定离子的有效扩散系数。然而，这座“桥”并非越多越好——含量过低会导致电子传输路径断裂，电池性能下降；含量过高则可能引发浆料分散不均、工艺恶化甚至成本失控。

发布时间： 2025-06-16阅读次数： 44
钠离子电池关键材料

空气敏感性仍然是钠（Na）层状氧化物（NLO）商业化的重要障碍。几十年来，这个问题一直困扰着众多研究者，空气成分之间相互作用的复杂性以及它们对NLO的体相和表面的影响。

发布时间： 2025-02-28阅读次数： 138
流体动力学整流CVD 制备石墨烯蒙烯玻璃纤维织物

利用基底直接在目标上生长石墨烯化学气相沉积（CVD）是实现石墨烯应用的重要途径。然而，基底通常为催化惰性且形状特殊，因此大规模、高均匀性和高质量的石墨烯生长具有挑战性。本文，北京大学与北京石墨烯研究院刘忠范-亓月课题组《 J. Am. Chem. Soc》期刊发表名为“Fluid-Dynamics-Rectified Chemical Vapor Deposition (CVD) Preparing Graphene-Skinned Glass Fiber Fabric and Its Application in Natural Energy Harvest”的论文，研究通过在玻璃纤维织物（一种广泛使用的工程材料）上进行石墨烯 CVD 生长，开发出了石墨烯蒙烯玻璃纤维织物（GGFF）。首先提出了一种流体动力学整流策略，以协同调节碳物种在三维空间中的分布及其与分层结构基底的碰撞，从而在大规模三维编织物中实现高质量石墨烯在纤维上的高度均匀沉积。这种策略具有通用性，适用于使用各种碳前驱体的 CVD 系统。GGFF 具有高导电性和光热转换能力，在此基础上首次开发出一种自然能源收集器。它既能收集太阳能，也能收集雨滴能。

发布时间： 2025-02-25阅读次数： 99
具有致密规则结缔组织结构的碳纳米管/MXene复合材料在锂电池中的应用

MXene 材料在锂离子电池应用中大有可为，但却面临着层间重新堆叠的挑战，这阻碍了材料的机械坚固性和离子传输。本文，清华大学王佳平教授、柳鹏副研究员等在《ACS Applied Energy Materials》期刊发表名为“Carbon Nanotube/MXene Composite with a Dense Regular Connective Tissue Structure and Its Application in Lithium-Ion Batteries”的论文，研究受脊椎动物致密规则结缔组织的启发，开发了一种仿生物复合材料，将超配位碳纳米管（SACNTs）和 Ti3C2 整合在一起。

发布时间： 2025-02-22阅读次数： 123
时代“新宠”——固态电池

近期，固态电池技术以其独特的魅力，迅速成为资本市场的新宠。随着汽车行业的各大企业纷纷公布其在固态电池领域的研发成果，这一前沿技术的产业化步伐正不断加快。传统的汽车强国和知名企业都寄望于通过深入研究和推进固态电池的产业化，实现技术领域的跨越式发展，以期在激烈的市场竞争中实现“变道超车”。

发布时间： 2025-02-19阅读次数： 150
北大最新《Science》：14 GPa高动态强度碳纳米管纤维的成功制备

固有强度超过100GPa的碳纳米管（CNT）被认为是构建高性能和多功能纤维的有前途的构建块，用于准静态和动态环境中的应用。然而，碳纳米管纤维（CNTF）的准静态和动态力学性能受到纺丝过程中形成的较差的界面相互作用、低纳米管排列和高孔隙率的限制。

发布时间： 2025-02-18阅读次数： 90
循环3万次！受限热解策略构建多孔双壳空心碳球，打造超稳定锌离子电容器

采用多孔碳材料的超级电容器和混合锌离子电容器（ZIC）中的能量存储为清洁能源解决方案提供了一种有前景的替代方法。这些材料中分级多孔结构和氮掺杂的独特组合已经显示出显著的储能能力。然而，这些材料的全部潜力，特别是孔结构配置与性能之间的关系，仍然没有得到充分探索。

发布时间： 2025-02-17阅读次数： 87