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基于石墨烯多維多尺度結構的能源與傳感技術
1 成果簡介石墨烯是一種典型的單原子層二維材料，具有獨特的狄拉克電子結構、超高的載流子遷移率和濃度，在高速、高質量薄膜器件集成等方面顯示出潛在應用優勢。然而，本征石墨烯呈金屬或半金屬特性，限制了其在器件中的應用。本成果從石墨烯的可控生長及多維多尺度宏觀結構組裝出發，探索調控石墨烯電子結構的有效方法，推動其在納米器件中的集成與應用。 主要內容包括：石墨烯晶片的形狀、尺寸控制， 多維多尺度宏觀結構的原位生長與組裝；石墨烯的結構（拓撲）與化學改性：采用缺陷、應變和化學修飾等手段對石墨烯的能帶結構進行調控；研究石墨烯在外加電場、磁場、光激發等條件下，電子結構的演變及電子、光子、激子、聲子等的相互作用； 器件組裝與表征：晶體管、傳感器、結、異質/雜化結構等。2 應用說明基于石墨烯的二維薄膜材料已成功應用于太陽能電池和超級電容器等能源器件，顯示出優異的能量轉換與存儲性能及良好的工作穩定性。某些特色多維多尺度結構可與其它納米材料（如碳納米管、二氧化鈦、二氧化錳）構建復合結構，在吸附、水處理、傳感、光催化等領域具有廣闊的應用前景。 圖 1 石墨烯編織結構 圖2 石墨烯晶片/納米顆粒復合結構 該項目的相關研究工作已申請國家發明專利 5 項，具有自主知識產權。3 效益分析目前，石墨烯在全球范圍內尚未形成穩定的工業化需求， 但從需求市場的潛力來看，石墨烯在應用上將逐漸擴大。隨著技術研究及產業發展，石墨烯獨特的力學與電學性能，將使其在國內外應用市場，特別是電子、新材料、航天軍工等領域，發揮重要的甚至是革命性的作用，產生規模經濟效益。4 合作方式技術轉讓或合作開發，商談。5 所屬行業領域能源環境。
清華大學
2021-04-13
高山被孢霉發酵生產花生四烯酸油脂
成果簡介： 花生四烯酸（Arachidonic acid ，ARA）是人體必需脂肪酸，現有近百個國家列入營養強化劑國家標準。過去，除了母乳，ARA主要從某些動物內臟提取。本課題組，為了解決ARA資源，在國家863項目以及國家科技支撐計劃等項目的資助下，利用自主篩選的高產菌株，研究微生物來源的ARA單細胞合成技術，ARA得率達到10 g/L（7噸
南京工業大學
2021-01-12
摻雜型石墨烯負載PtRu合金納米電催化劑
小試階段/n本成果屬于燃料電池催化劑技術領域。具體涉及一種摻雜型石墨烯負載PtRu合金納米電催化劑及其制備方法。直接甲醇燃料電池具有結構簡單、低溫啟動速度快、燃料廉價易得、清潔無污染、比能量高和能量轉換效率高等特點，有望成為未來便攜式電子產品以及電動汽車、飛機等化石能源替代品。Pt是已知的對甲醇電氧化催化活性較好、使用較廣泛的催化劑，然而其存在成本過高易CO中毒等問題。采用PtRu合金、以摻雜型石墨烯為載體作為直接甲醇燃料電池陽極催化劑，能有效提高催化劑的活性和利用率。本成果克服了現有技術缺陷，提供
武漢科技大學
2021-01-12
一種石墨烯片上可調電感及其制造方法
本發明公開了一種石墨烯片上可調電感及其制造方法，包括石墨烯線圈層、絕緣介質層、電極控制 層、以及襯底，石墨烯線圈層為片上電感的主體部分，設于襯底上方；絕緣介質層覆蓋在石墨烯線圈層 上；電極控制層位于絕緣介質層上并處于石墨烯線圈正上方；通過電極控制層在石墨烯線圈上施加可變 柵壓，石墨烯線圈層的電感值隨之發生改變；首先在催化膜上生長出層狀石墨烯；然后將層狀石墨烯轉 移至襯底上；將石墨烯膜圖形化成石墨烯電感線圈；在石墨烯電感線圈上淀積一層的絕緣介質層
武漢大學
2021-04-14
內包金屬富勒烯高效制備與快速分離技術
富勒烯碳籠內部可包入多種金屬原子或團簇，形成一種新的雜化分子，被稱為內包金屬富勒烯。
一、項目分類
關鍵核心技術突破
二、成果簡介
富勒烯碳籠內部可包入多種金屬原子或團簇，形成一種新的雜化分子，被稱為內包金屬富勒烯。由于金屬的存在及對碳籠的影響，內包金屬富勒烯的結構復雜、性質奇特，在生物醫學及能源催化等領域具有巨大的應用前景。但其制備和分離流程復雜，產率低下且純化困難，成為當前限制其應用的關鍵瓶頸。目前，常用的分離方法是采用高效液相色譜法（HPLC）分離，由于HPLC分離的大部分工作集中在分離空心富勒烯和內包金屬富勒烯上，因而對內包金屬富勒烯的分離效率低下，且成本高、耗時長。如何快速高效地分離內包金屬富勒烯成為本領域急需解決的難題。
華中科技大學
2022-07-27
一種石墨烯/Cu/Ni 復合電極及其制備方法
本發明公開了一種石墨烯/Cu/Ni 復合電極及其制備方法。復合 電極包括 Cu/Ni 合金層和覆蓋在 Cu/Ni 合金層上的石墨烯薄膜；其中， Cu/Ni 合金層由 Ni 膜和覆蓋在 Ni 膜上 Cu 膜發生 Ni 原子與 Cu 原子的 相互擴散形成，Ni 膜與 Cu 膜的厚度比為 1:(3～10)。本發明避免了石 墨烯轉移過程和圖形化過程對石墨烯質量的破壞，減少了石墨烯缺陷 的數目，通過調整 Ni 膜與 Cu 膜的厚度，采用分段
華中科技大學
2021-04-14
一種石墨烯/Cu/Ni 復合電極及其制備方法
本發明公開了一種石墨烯/Cu/Ni 復合電極及其制備方法。復合 電極包括 Cu/Ni 合金層和覆蓋在 Cu/Ni 合金層上的石墨烯薄膜；其中， Cu/Ni 合金層由 Ni 膜和覆蓋在 Ni 膜上 Cu 膜發生 Ni 原子與 Cu 原子的 相互擴散形成，Ni 膜與 Cu 膜的厚度比為 1:(3～10)。本發明避免了石 墨烯轉移過程和圖形化過程對石墨烯質量的破壞，減少了石墨烯缺陷 的數目，通過調整 Ni 膜與 Cu 膜的厚度，采用分段
華中科技大學
2021-04-14
一種具備三維多孔結構的納米二氧化鈦-石墨烯復合材料制備方 法及其產品
本發明公開了一種用于制備納米二氧化鈦-石墨烯復合材料的方 法，包括：（a）向濃度為 1-4mg/mL 的氧化石墨烯溶液中加入二氧化 鈦納米顆粒，其中氧化石墨烯與二氧化鈦之間的重量比控制為 10:1～ 1:10，并獲得分散液；（b）將所獲得的分散液置入反應釜中，在120-200℃ 的條件下執行水熱反應 2-12 小時，然后經過冷凍干燥處理即得到具備 三維多孔結構的納米二氧化鈦-石墨烯復合材料產品。本發明還公開了
華中科技大學
2021-01-12
碳纖維增強碳化硅陶瓷基復合材料
碳纖維增強碳化硅陶瓷基復合材料耐腐蝕、耐高溫、耐磨損、韌性高，能夠廣泛用于能源、交通、化工等領域的關鍵部件，比如摩擦制動材料、耐化學腐蝕葉片等。
東南大學
2025-02-08
長壽命磷酸鹽鈉離子電池正極材料
研發團隊針對NASICON型結構鈉離子電池正極材料面臨的瓶頸問題，通過新穎的合成方法和材料晶體結構設計理念，成功開發了具有自主知識產權的長壽命、高功率和低成本的鈉離子電池及其超穩定的正極材料。材料合成方法簡單，反應條件溫和，不需要特殊設備，目前已完成實驗室中試，具備了公斤級的制備能力。成果具有高的振實密度，可實現高體積能量密度，具有非常優秀的實用化潛力。
意向開展成果轉化的前提條件：中試放大及產業化工藝開發資金支持
東北師范大學
2025-05-16