技術丨清華大學在石墨烯應用技術方面取得進展
閱讀次數(shù)：348 更新時間：2015-12-28
近
日，清華大學材料學院朱宏偉課題組在石墨烯應用技術方面取得進展，1篇研究論文和2篇綜述文章分別發(fā)表在《美國化學學會·納米》（ACS
Nano，影響因子：12.88）和《先進材料》（Advanced
Materials，影響因子：17.49）上。文章第一作者分別為材料學院2012級博士生楊婷婷、孫鵬展和2013年畢業(yè)博士生李昕明。
石墨烯應用技術
在
《基于石墨烯編織網絡的傳感系統(tǒng)：機電行為與電子皮膚應用》（Tactile sensing system based on arrays of
graphene woven microfabrics: electromechanical behavior and electronic
skin application）（ACS Nano 2015, DOI:
10.1021/acsnano.5b03851）論文中，課題組提出了一種實現(xiàn)石墨烯高靈敏柔性應變傳感的新思路，將石墨烯與超彈超薄高分子材料復合形
成柔性、輕薄似紋身的應變傳感器。通過構建傳感器陣列，實現(xiàn)了感知分布式壓力的電子皮膚功能，可穩(wěn)定可靠探測脈搏、語音等微弱生理信號，有望應用于移動醫(yī)
療、可穿戴式設備等領域。
在
《石墨烯滲透膜的研究進展：結構、傳質機制及潛在應用》（Recent developments in graphene-based
membranes: structure, mass transport mechanism and potential
applications）（Adv. Mater. 2015, DOI:
10.1002/adma.201502595）一文中，圍繞石墨烯材料獨特的結構特點及其不同于傳統(tǒng)滲透膜材料的傳質行為，課題組綜述了石墨烯滲透膜材
料傳質特性的相關實驗發(fā)現(xiàn)和理論結果，對其在過濾、分離、脫鹽、質子交換及能量存儲等方面的應用進行了展望。通過總結本課題組及其它小組的研究成果，系統(tǒng)
分析了三種石墨烯膜材料（理想石墨烯單晶膜、納米孔石墨烯和氧化石墨烯滲透膜）的傳質特性、潛在應用及其面臨的機遇和挑戰(zhàn)。
《碳
/硅異質結太陽能電池的研究現(xiàn)狀與展望》（Carbon/silicon heterojunction solar cells: State of
the art and prospects）（Adv. Mater. 2015, 27,
6549–6574）一文，結合課題組提出的碳/半導體異質結光電模型，綜述了碳/硅異質結太陽能電池的研發(fā)過程和最新研究進展，以增強太陽能電池性能為
目標，介紹了幾種關鍵的電學、光學設計技術（包括化學改性、界面鈍化、減反涂層和表面毛化等），展望了碳/硅異質結的潛在應用和未來發(fā)展趨勢。該光電模型
有望在便攜式器件和輕型薄膜產品中發(fā)揮多重關鍵作用，在諸如智能手機、移動設備和醫(yī)學監(jiān)控設備中做為新型能源。
朱宏偉課題組近年來專注于石墨烯材料的可控制備與性能研究，學術問題涵蓋結構設計、光電轉換、柔性器件、吸附過濾等方面。通過調控石墨烯與其它材料的表/界面相互作用，探索了石墨烯在納米能源、納米探測和納米環(huán)境應用中的性能。
上述研究得到了北京市科技計劃重大項目、國家自然科學基金、新型陶瓷與精細工藝國家重點實驗室自主科研基金等項目的資助。
