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纳米材料一周纵览016期 20151031-20151106 纳米粒子俨然成为了材料届的万能钥匙，其依靠体积小的特性，在材料里无孔不钻。上至航空航天，下到生物医用、结构能源，都有它的踪影，也发挥了重要的作用。钱学森院士就曾经说过：“纳米左右和纳米以下的结构将是下一阶段科技发展的特点，会是一次技术革命，从而将是21世纪的又一次产业革命。” 1、石墨烯助力剑桥科学家找到“终极”电池 Graphene helps Cambridge scientists get a step closer to the 'ultimate' battery 日前剑桥大学科学家研制出一种高能量密度的石墨烯基锂氧电池，可反复充电2000次以上，效率高出原有电池90％。锂氧电池因其理论能量密度比锂离子电池高十倍而被视为“终极”电池。 研究人员通过创建改进的锂氧电池验证机，提出了相关领域一些潜在问题的解决方案。这种新设备依赖于加入了化学添加剂的石墨烯高度多孔碳电极。在之前研制该类型电池时，常受到效率低、速率低、副反应多等问题的困扰。新突破的创新点在于放弃常用的Li2O2而是使用LiOH。这样一来，在介质为碘化锂的电池中加入水时，由于体系化学反应减少，使得它更稳定。同时由于石墨和碘化锂的高度多孔结构，也使加宽电压间隙，从而提高电池效率成为可能。 该小组计划寻求保护金属电极的方法，并进一步提高使用安全性。 2、先进等离子技术的新工具——纳米镊子 Nanotweezer is new tool to create advanced plasmonic technologies 美国普渡大学的研究人员利用直径为320nm的纳米金线制备出了一种新型的纳米镊子，它可以快速且精确的对微小物体进行操控。纳米镊子应用在等离子设备中，可以提高纳米级传感器的灵敏度，并促进合成工艺和自然界中纳米级物质的研究等。 该研究成果已经发表在 Nature Nanotechnology上。 3、石墨烯有望使夜视技术超越“捕食者” Graphene could take night-vision technology beyond 'Predator' 据《纳米快报》报道，基于单层石墨烯可以制作一种透明、灵活且低成本的红外视觉系统。石墨烯具有独特的赛贝克系数，其高载流子迁移率使红外探测器的性能有了巨大提升——探测能力> 8×108 cm Hz1/2 W-1；噪声等效温差< 100 mK；其温度响应率好（热辐射λ=5-10μm）。 这项技术有望在军事和消防等领域广泛使用，为其夜间作业提供便利。另外可帮助制造商与建筑检查员确定设备是否过热，电路是否安全。 4、研究者以莲叶微结构为模板制作出超材料 Researchers fabricate a metamaterial using a lotus leaf as a template 荷叶及其SEM图像 东京理工大学和芝浦工业大学的研究者使用荷叶作为模板，开发出一种可以吸收整个可见光谱光线的超材料。荷叶表面的纤毛微小，是呈无规则朝向的纳米棒，直径约100 nm（如图）。研究者们发现用该模板制作的10nm厚的金基生物超材料，其反射率小于0.01。 研究植物纳米级表面结构也将为研究者提供更多的灵感和模板，从而推进超材料技术的进步。 5、超灵敏石墨烯基磁传感器 NUS researchers design ultra-sensitive graphene-based magnetic sensor 新加坡国立大学（NUS）研究人员近日开发出一种灵敏度更高的混合磁传感器。这项成果预计可以促进应用于电子、通信、汽车、热敏开关等领域的传感器进一步小型化、大众化。 该传感器是由石墨烯和氮化硼制得，含有可供载流子移动通道的层状结构，其中每一层都可以通过磁场进行控制。研究者分别在不同温度、磁场角度、配对材料对其性能进行了测试。由于石墨烯基磁阻传感器在不同温度下性能保持稳定，不需要另行安装昂贵的晶片或温度校正电路，因此其有巨大发展前景，而且石墨烯生产成本也比传统工艺所需硅和锑化铟低得多。这种石墨烯及氮化硼双层结构对磁场有非常大的反应。值得注意的是是，在127℃条件下，该产品灵敏度高于出实验报道数据的8倍，商用传感器的200多倍。 研究人员进一步发现，可以通过调整电压改变多层石墨烯的流动性，使传感器的特性进一步优化。此外，该传感器在室温到127℃的范围内，温度依赖性很低。该小组计划进一步加大相关研究，使其满足工业化需求。 本期周报作者：编辑部 罗凯、孔祥彬、池凤瑶 |
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