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單壁碳納米管和石墨烯的制備及其在能源、光電器件和復合材料等方面的應用
項目成果/簡介:1991 年發現的碳納米管（CNT）以及 2004 年發現的石墨烯（graphene），分別是一維和二維納米材料的典型代表，被認為是 21世紀的戰略性材料。 本項目發明了一類新的催化劑和大量制備 SWNTs 的方法，實現了高質量單壁碳納米管的宏量制備（圖 1），純度達 70%以上，并達到了產業化規模（達 200 公斤/年以上）。采用機械共混及"原位"聚合 等方法，使SWNTs 有效地分散于高分子基質中，獲得了以環氧樹脂、ABS 及聚氨酯等為基質材料，電導率達 0.2 S/cm、導電臨界含量僅為0.06%、電磁屏蔽效果高達 49dB 的復合材料。 本項目首先發展了一種可大量制備的可溶性功能化石墨烯（SPFGraphene）的方法，實現了石墨烯的百克級制備（圖 2）。通過透射電子顯微鏡（圖 3）及原子力顯微鏡（圖 4）確定了石墨烯的二維平面結構。 獲得了可溶性石墨烯材料及柔性透明導電薄膜（圖 5）；制備了基于石墨烯的高穩定性有機光伏電池及復合材料。 圖 5、基于石墨烯的透明電極材料 所研制的單壁碳納米管及石墨烯已用于數十家科研機構的研究和相關產品/樣機的研制，包括應用于國家 863 重大汽車電池項目（中科院物理所）和軍工衛星電池項目（中國電子科技集團公司第十八研究所）等。已研制出晶體管、鋰離子電池、超級電容器（圖 6）以及高性能復合材料等多種產品，具有廣闊的應用前景。應用范圍:南開大學在碳納米材料的制備及應用研究方面取得了一批開創性成果，該項目技術的推廣，將促進我國新材料、微電子、儲能、資源保護等領域的技術進步和發展，為我國在這一新型納米材料領域占據有利地位，提高國際競爭力，做出重要貢獻。
南開大學
2021-04-11
單壁碳納米管和石墨烯的制備及其在能源、光電器件和復合材料等方面的應用
1991 年發現的碳納米管（CNT）以及 2004 年發現的石墨烯（graphene），分別是一維和二維納米材料的典型代表，被認為是 21世紀的戰略性材料。 本項目發明了一類新的催化劑和大量制備 SWNTs 的方法，實現了高質量單壁碳納米管的宏量制備（圖 1），純度達 70%以上，并達到了產業化規模（達 200 公斤/年以上）。采用機械共混及"原位"聚合 等方法，使SWNTs 有效地分散于高分子基質中，獲得了以環氧樹脂、ABS 及聚氨酯等為基質材料，電導率達 0.2 S/cm、導電臨界含量僅為0.06%、電磁屏蔽效果高達 49dB 的復合材料。 本項目首先發展了一種可大量制備的可溶性功能化石墨烯（SPFGraphene）的方法，實現了石墨烯的百克級制備（圖 2）。通過透射電子顯微鏡（圖 3）及原子力顯微鏡（圖 4）確定了石墨烯的二維平面結構。 獲得了可溶性石墨烯材料及柔性透明導電薄膜（圖 5）；制備了基于石墨烯的高穩定性有機光伏電池及復合材料。 圖 5、基于石墨烯的透明電極材料 所研制的單壁碳納米管及石墨烯已用于數十家科研機構的研究和相關產品/樣機的研制，包括應用于國家 863 重大汽車電池項目（中科院物理所）和軍工衛星電池項目（中國電子科技集團公司第十八研究所）等。已研制出晶體管、鋰離子電池、超級電容器（圖 6）以及高性能復合材料等多種產品，具有廣闊的應用前景。
南開大學
2021-02-01
一種基于碳納米管載體的單分散氫氧化鎂納米粒子制備方法及應用
本發明公開了一種基于碳納米管載體的單分散氫氧化鎂納米粒子制備方法及應用，按照下述步驟進行：稱取1-10重量份的碳納米管，加入到含有100重量份的鎂鹽的乙醇溶液中，充分攪拌分散后加入0.1-10重量份的表面活性劑，超聲分散后在分散好的懸浮液中加入含有100-200重量份沉淀劑的水溶液。將該混合液轉移至水熱釜中恒溫反應，待反應結束后進行后續處理，得到以碳納米管載體的單分散氫氧化鎂納米粒子。利用這種方法制備的單分散氫氧化鎂納米粒子，比表面積、分散和功能性均得到了大幅提高。將其加入到高聚物體系中，可以極大地提高聚合物基體的各項性能。
天津城建大學
2021-04-11
安徽大學在氧化物薄膜晶體管摻雜工程及其穩定性研究中取得新進展
近日，我校材料科學與工程學院2019級材料物理專業本科生嚴錦同學在氧化物薄膜晶體管摻雜工程及其穩定性研究中取得新進展，作為第一作者在微電子器件頂級期刊《IEEETransactionsonElectronDevices》上發表了以“Electrospinning-DrivenInHfOxNanofiberChannelField-EffectTransistorsandHumidityStabilityExploration”為題的論文。
安徽大學
2022-09-21
單壁碳納米管和石墨烯的制備及其在能源、光電器件和復合材料等方面的應用
1991年發現的碳納米管（CNT）以及2004年發現的石墨烯（graphene），分別是一維和二維納米材料的典型代表，被認為是21世紀的戰略性材料。 本項目發明了一類新的催化劑和大量制備SWNTs的方法，實現了高質量單壁碳納米管的宏量制備（圖1），純度達70%以上，并達到了產業化規模（達200公斤/年以上）。 采用機械共混及"原位"聚合等方法，使SWNTs有效地分散于高分子基質中，獲得了以環氧樹脂、ABS及聚氨酯等為基質材料，電導率達0.2 S/cm、導
南開大學
2021-04-14
單壁碳納米管和石墨烯的制備及其在能源、光電器件和 復合材料等方面的應用
1991 年發現的碳納米管（CNT）以及 2004 年發現的石墨烯（graphene），分別是一維和二維納米材料的典型代表，被認為是 21
世紀的戰略性材料。
本項目發明了一類新的催化劑和大量制備 SWNTs 的方法，實現了高質量單壁碳納米管的宏量制備（圖 1），純度達 70%以上，并達到了產業化規模（達 200 公斤/年以上）。采用機械共混及"原位"聚合等方法，使 SWNTs 有效地分散于高分子基質中，獲得了以環氧樹脂、ABS 及聚氨酯等為基質材料，電導率達 0.2 S/cm、導電臨界含量僅為0.06%、電磁屏蔽效果高達 49dB 的復合材料。
本項目首先發展了一種可大量制備的可溶性功能化石墨烯（SPFGraphene）的方法，實現了石墨烯的百克級制備（圖 2）。通過透射電子顯微鏡（圖 3）及原子力顯微鏡（圖 4）確定了石墨烯的二維平面結構。
南開大學
2021-04-13
生命科學學院韓管助課題組在逆轉錄病毒基因選配研究取得重要進展
逆轉錄病毒需要整合到宿主基因組中來完成自身的復制。當逆轉錄病毒感染宿主生殖細胞時，整合的逆轉錄病毒便會從親代傳到子代，從而形成內源性逆轉錄病毒。內源性逆轉錄病毒廣泛存在于脊椎動物基因中。絕大多數的內源性逆轉錄病毒會積累各種突變，從而在宿主基因組中失活或片段化。宿主有時會利用內源性逆轉錄病毒基因來行使自身生物學功能（圖1），這個過程在進化生物學中被稱為選配（co-option）。例如，抑制多種逆轉錄病毒復制的限制性因子Fv1以及參與到胚胎發育的Syncytins都是選配的逆轉錄病毒基因。但目前對脊椎動物中逆轉錄病毒基因選配事件尚無系統的研究。 韓管助課教授題組在756種脊椎動物基因組中系統地挖掘了逆轉錄病毒基因選配事件，共發現177個逆轉錄病毒選配事件。其中，93個選配事件涉及到逆轉錄病毒gag基因，gag基因選配事件主要發生在哺乳動物和鳥類中。84個選配事件涉及到逆轉錄病毒env基因，env基因選配事件主要發生在哺乳動物、鳥類和魚類中。通過對選配事件發生的時間進行分析，發現選配事件的數目隨著時間的推移而增多，僅有少數的選配的逆轉錄病毒基因在長時間尺度上被維持，這些結果表明逆轉錄病毒基因選配可以在脊椎動物中頻繁的發生和丟失。 一般認為，參與到病毒與宿主間進化軍備競賽的宿主基因會受到正選擇。該研究通過選擇壓力分析在很多選配的逆轉錄病毒基因中發現了正選擇的證據，表明這些基因可能參與到病毒與宿主間進化軍備競賽中。還有部分選配的逆轉錄病毒基因的進化主要受到負選擇，表明這些基因可能主要參與到非抗病毒的宿主功能之中。選配的逆轉錄病毒基因受到不同的選擇壓力表明這些選配的基因可能行使了多種宿主細胞生物學功能。總之，該研究為在脊椎動物進化過程中發生的逆轉錄病毒選配事件提供了一幅全景圖，對全面理解逆轉錄病毒和脊椎動物間互作的進化具有十分重要的意義。
南京師范大學
2021-02-01
熊祖洪教授課題組在有機發光二極管的器件物理研究領域取得新進展
利用有機發光二極管(OLEDs)中激發態的指紋式磁效應曲線作為一種靈敏高效的探測工具，物理科學與技術學院熊祖洪課題組在有機半導體明星材料¾紅熒烯（Rubrene）中發現了一個有利于增強器件發光效率的激子演化通道，即激子的高能態反向系間竄越（High-Level Reverse Intersystem Crossing (HL-RISC)，T2®S1®S0+hn）過程，并通過調控器件載流子濃度、工作溫度、客體摻雜濃度以及控制器件結構對該HL-RISC通道的產生條件、正常與反常的物理行為表現以及如何實現高效率發光和低效率滾降等方面進行了詳細探究。 OLEDs在平板顯示和固態照明領域具有廣闊的應用前景，盡管基于有機發光的手機顯示屏和電視已開始市場化，但進一步提升其發光效率和延長其使用壽命仍然是該領域的兩大研究方向。因理論上能夠實現100%的內量子效率，具有常規RISC (T1®S1)通道的熱活化延遲熒光(Thermally-assisted delayed fluorescence, TADF)有機材料和具有HL-RISC (T2®S1)過程的有機半導體是目前OLEDs領域的熱點研究體系，這是由于無論是RISC還是HL-RISC都可以將占激子總數3/4的不發光三重態T激子轉變成發光的單重態S激子，從而實現發光效率的成倍增強。顯然，研究這些激子及其前驅體(precursor, 如極化子對(polaron-pair))和TADF材料以及激基復合物材料中電荷轉移態(charge-transfer states)激子的形成機制及其演化規律對進一步認識OLEDs的器件物理和設計制造高效率OLEDs具有重要的科學意義和應用價值。近年來，熊祖洪課題組一直致力于采用有機半導體光電子器件中多種微觀過程具有的指紋式磁效應(包括magneto-conductance、magneto-electroluminescence、magneto-photoluminescence以及magneto-photocurrent)曲線，系統深入地研究了多種有機光電子體系的器件物理并取得了一系列研究成果。
西南大學
2021-02-01
一種聚乙烯-醋酸乙烯酯共聚物/氫氧化鎂-碳納米管復合阻燃材料的制備方法
本發明公開了一種聚乙烯-醋酸乙烯酯共聚物／氫氧化鎂-碳納米管復合阻燃材料的制備方法和應用，由下述組分經過熔融共混熱壓成型制成，將100重量份聚乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和1-10重量份基于碳納米管基體的單分散氫氧化鎂納米粒子置于密煉機中，熔融混煉、熱壓成型、冷卻固化。采用碳納米管為載體，降低氫氧化鎂粒徑，使其實現納米級分散。提高氫氧化鎂與聚乙烯-醋酸乙烯酯共聚物接觸面積，提高聚合物阻燃性能。
天津城建大學
2021-04-11
一種基于單相全橋二極管鉗位多電平背靠背變換器的同相供電系統
本實用新型公開了一種基于單相全橋二極管鉗位多電平背靠背變換器的同相供電系統，其平衡變壓器(1)的輸入端L
西南交通大學
2016-10-24