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从机壳到芯片,“全碳化”竞争拉开帷幕

不少观点都认为,碳纳米管及石墨烯等各种碳类材料将取代现有材料、比如硅,成为电子领域的主角。 硅作为半导体材料,其性能并不高,也曾数度出现过可与之竞争的候补材料,但硅材料总能凭借某些因素而胜出。不过,硅材料也正在接近其真正的极限。最有望成为硅的替代材料的,就是CNT、石墨烯等碳材料。 这些碳材料的特点非常多,很难用一句话表达,但简单概括地说,就是在众多电子/半导体材料中最细(或最薄),而且重量轻、牢固、容易导热、电子容易迁移。另外,将来还可能会增加的特点是材料采购及提炼成本比硅便宜得多。基于这些特点,在不久的将来就能实现以低成本制造出轻便、柔软、结实、性能超强、灵敏度极高的器件和电子设备。各种交通工具和电子产品将不断“全碳化”,从机壳开始逐渐都换成碳材料。10年以后,就连高性能微处理器都有可能“碳化”。 这股潮流已经开始。因向波音787客机提供碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)等而广为人知的东丽宣布,将于2......阅读全文

传统锂电池技术接近瓶颈 电池技术突破指日可待

  近些年来,研究人员努力提高锂电池的能量密度(电量体积容量比)、价值、安全性、环境影响以及试用寿命,并在设计全新类型的电池。图片来源于网络  不久前,中国科学家开发出一种可在零下70摄氏度使用的锂电池,未来有望在地球极寒地区,甚至外太空使用。  据研究人员称,这种新电池使用的材料成本不高,还环保,

破解提高电池容量的科学难题

  让手机等电子产品拥有更长的待机和使用时间,让电动汽车拥有更长的续航里程,让储能装置存储更多的电量……一切应用场景,都在呼唤更高容量的电池。定量研究揭示晶格氧反应的高度可逆性  以锂离子电池为代表的新型二次电池如今已经和每个人的生活密切相关,具有更高容量在锂离子电池和新兴的钠离子电池的主要组成部分

石墨烯基新型长寿命铝离子电池研究中获进展

  电化学储能技术是解决电动汽车与可再生能源并网发电的关键。以有机溶剂为电解液的锂离子电池在能量密度上具有优势,但存在安全隐患和锂资源有限的问题。与之相比,水系非锂离子(如钠离子、钾离子、锌离子、镁离子等)电池具有高安全和低成本等优点,在储能领域中具有重要应用前景。自2013年以来,中国科学院宁波材

中科院上海微系统所、TESCAN联合展示电镜-拉曼一体化设备

  近日,2019年(第五届)石墨烯/碳纳米材料制备技术及终端应用创新论坛在中科院上海微系统所落下帷幕,这是石墨烯/碳纳米材料行业全产业链的盛会,会议邀请国内外石墨烯/碳纳米材料产业链上下游配套企业及国内外科研机构的顶级专家做了精彩报告。  在本次创新论坛,中科院上海微系统所联合TESCAN公司展示

“石墨烯的可控制备、物性与应用探索”项目通过验收

  8月29日,中科院高技术研究与发展局组织召开了“十一五”院知识创新工程重要方向项目“石墨烯的可控制备、物性与应用探索”的验收会。以清华大学范守善院士为组长的验收专家组认为,项目在石墨烯的前沿科学问题和实际应用亟需突破的关键技术等方面取得了突破性进展,获得了多项具有自主知识产权的成果

谁将改变我们的生活?盘点十项具有变革潜质的前沿技术

  你开着混动汽车,通过导航仪找到了特色参观,你在坚固温暖的房子里用手机查看着一周的天气预报,你足不出户就能通过电商买到国外的牛奶,你坐在影院里一边吃着爆米花一边看着最新的3D大片……  虽已习以为常,但我们的生活已确实都被这些曾经的先进技术改变了。在2015年的关口猜想,下一次是谁要改变我们?  

水面高粘度原油连续吸附与清理研究中取得重要进展

  在国家自然科学基金创新研究群体项目、重点项目(项目编号:21521001,21431006)等资助下,中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家实验室(筹)、化学与材料科学学院俞书宏教授课题组在水面高粘度原油连续吸附与清理研究方面取得重要进展。该研究成果以“Joule-heated graphene

中科院知识创新工程重要方向项目研讨会在长召开

  研讨会现场  8月26日,中科院知识创新工程重要方向项目“石墨烯的可控制备、物性与应用探索” 第三次项目研讨会在中科院长春应用化学研究所召开。中科院高技术局材料化工处王希,中科院沈阳金属所党委书记、常务副所长成会明,长春应化所所长助理周光远以及来自沈阳金属所、长春应化所、上海微系

沈阳自动化所利用纳米操作机器人可控加工石墨烯获新成果

  国际期刊《应用物理快报》(Applied Physics Letters)最新一期以封面论文的形式发表了中科院沈阳自动化研究所微纳米课题组利用纳米操作机器人在石墨烯可控加工方面取得的最新成果 (Cutting Forces Related with Lattice Orientation

物理所基于无烟煤软碳负极材料开发低成本钠离子电池

  环境污染问题日益突出,风能、太阳能等清洁能源的利用越来越受到人们的关注,但是这些能源是间隙性的,限制了其发展和广泛应用,大规模储能技术是解决可再生能源高效利用瓶颈的关键技术。锂离子电池是一种非常重要的储能技术,广泛应用于便携电子设备和新能源汽车上,随着电动汽车、智能电网时代的到来,锂离子电池大规

廉价无烟煤变身平价电池材料

  近期,中国科学院物理研究所在钠离子电池碳基负极材料研究上取得了突破。科学家采用成本低廉的无烟煤作为前驱体,通过简单的粉碎和一步碳化得到了一种具有优异储钠性能的碳负极材料。  与锂相比,钠储量丰富、分布广泛、成本低廉,并且与锂具有相似的理化性质,因而钠离子电池的研究再一次受到科研界和工业界的广泛关

“材料基因组计划”已成全球热点

  美国、欧盟相继启动“材料基因组计划”,以满足新兴制造业对高性能新材料的需求。专家15日在河北固安举行的迈海材料基因组国际研究院揭牌仪式上表示,“材料基因组计划”已成全球热点,中国版“材料基因组计划”呼之欲出。  法国巴黎萨克莱大学热能实验室主任兼迈海材料基因组国际研究院首席科学家冯志强说,材料基

“材料基因组计划”成全球热点

   美国、欧盟相继启动“材料基因组计划”,以满足新兴制造业对高性能新材料的需求。专家8月15日在河北固安举行的迈海材料基因组国际研究院揭牌仪式上表示,“材料基因组计划”已成全球热点,中国版“材料基因组计划”呼之欲出。  法国巴黎萨克莱大学热能实验室主任兼迈海材料基因组国际研究院首席科学家冯志强说,

国家纳米中心在层状材料光电晶体管方向取得新进展

  二维层状材料是近些年兴起的一类新兴材料,通常其层内以较强的共价键或者离子键结合而成,而层间则是依靠较弱的范德华力堆叠在一起。尤其是2004年单原子层石墨烯的发现极大地推动了二维材料的发展,使其迅速成为研究前沿。然而众所周知,本征石墨烯由于受到六重对称性保护几乎没有能隙,限制了其在半导体器件中的应

“碳”究者杨全红:给锂电池来场大瘦身

2018年3月,杨全红在实验室指导学生验证实验数据。 天津大学供图 “科研有时很简单,并不像大家想象得那么高深。科学家要做的往往是从日常生活中发现真正的学术问题,‘捅破那层窗户纸’,从而打开一扇窗,望见更远的风景。” 四月芳菲,校园里的海棠争相盛开,天津大学化工学院教授、国家

王浩敏团队制备成功石墨烯纳米带

   3月10日,记者从中科院上海微系统所获悉,该所信息功能材料国家重点实验室王浩敏团队在国际上首次通过模板法在六角氮化硼沟槽中实现石墨烯纳米带可控生长,成功打开石墨烯带隙,并在室温下验证了其优良的电学性能,为研发石墨烯数字电路提供了一种可能的技术路径。3月9日,相关研究成果发表于《自然—通讯》杂志

王浩敏团队制备成功石墨烯纳米带

   3月10日,记者从中科院上海微系统所获悉,该所信息功能材料国家重点实验室王浩敏团队在国际上首次通过模板法在六角氮化硼沟槽中实现石墨烯纳米带可控生长,成功打开石墨烯带隙,并在室温下验证了其优良的电学性能,为研发石墨烯数字电路提供了一种可能的技术路径。3月9日,相关研究成果发表于《自然—通讯》杂志

《环球科学》2011年十大科学新闻评选

  “十大科学新闻”评选是《环球科学》(《科学美国人》杂志中文版)每年一度的重头戏,也是本年度全球各大科学领域的重大事件进行的一次全面盘点。经过专业编辑和专家团队的商讨,《环球科学》初步挑选出了30条候选新闻,接受网友的点评和投票。  1、超光速粒子挑战爱因斯坦相对论  9月23日,欧洲核子研究中心

金属所高能量密度锂离子超级电容器研究取得系列进展

  随着电动汽车、清洁能源存储及便携式电子产品的快速发展,开发与之相匹配的兼具高能量、高功率、长寿命的电化学储能器件成为目前的迫切需求。超级电容器又称电化学电容器,是目前最重要的电能储存装置之一,其数秒内的快速充放电、上万次的循环寿命、百分之百的充放电效率及高的安全性是锂离子电池等二次电池所无法比拟

张勇课题组在二维量子片普适和规模制备研究取得进展

  二维(材料)量子片是二维材料和量子体系不断发展和交叉的产物,由于其兼具二维材料的本征特性以及量子限域和突出的边缘效应,因此受到广泛关注。然而二维量子片的制备方法纷繁芜杂,各具特色,却始终未见报道同时具有普适性和规模化的制备策略。普适和规模制备方法的缺失,一方面极大限制了二维量子片的工业化应用;另

中国科大设计出一种高性能超级电容器电极材料

  近日,中国科学技术大学教授朱彦武课题组开发设计了一种三维分级多孔碳材料,作为超级电容器电极时,展示出优异的电化学储能行为。相关研究成果发表在5月3日的Advanced Materials 上。论文第一作者为课题组的硕士生徐进。  朱彦武团队前期通过氢氧化钾活化微波剥离的氧化石墨烯,制备出优异的超

苏州纳米所等在高灵敏度石墨烯太赫兹探测器研究获进展

  中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所、中国科学院纳米器件与应用重点实验室秦华团队与中国电子科技集团有限公司第十三研究所专用集成电路国家级重点实验室合作,成功获得了高灵敏度石墨烯(Graphene)太赫兹探测器,灵敏度达到同类石墨烯探测器的最好水平,该结果近期发表在碳材料杂志Carbon(116

超高灵敏度石墨烯太赫兹探测器研究获突破

            中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所、中国科学院纳米器件与应用重点实验室秦华团队与中国电子科技集团有限公司第十三研究所专用集成电路国家级重点实验室合作,成功获得了高灵敏度石墨烯(Graphene)太赫兹探测器,灵敏

清华大学任天令团队在石墨烯人工喉领域再获突破

  清华大学微电子所任天令教授团队在纳米领域重要期刊《美国化学学会纳米》(ACS Nano)上发表了题为《一种可穿戴的类肤性高灵敏石墨烯人工喉》(“A Wearable Skinlike Ultra-Sensitive Artificial Graphene Throat”)的研究论文。该器件集收声

弹道和雪崩成功“邂逅”

  弹道是量子物理的概念,雪崩是半导体物理中的基本现象,两者貌似无关。但南京大学电子科学与工程学院教授王肖沐/施毅课题组与该校物理学院教授缪峰课题组合作,让二者“邂逅”,首次在二维材料垂直异质结中提出和实现了一种新型PN结击穿机制——弹道雪崩。  基于传统雪崩反向击穿机制的光电探测器,是实现单光子探

追踪深紫外固态激光源研制:从一个晶体开始

由中科院承担的深紫外固态激光源系列前沿装备日前通过验收,我国成为世界上唯一能够制造实用化深紫外全固态激光器的国家。 ■本报记者 陆琦  “这是我国自主研发高精尖仪器的一个成功范例。”9月6日,由中科院承担的国家重大科研装备研制项目——“深紫外固态激光源前沿装备研制项目”通过验收,

尖晶石铁酸盐提升锂硫电池的体积能量密度和循环稳定性

  相比各种碳材料,过渡金属氧化物不仅对多硫化物具有强的化学吸附能力,可有效抑制多硫化物的穿梭效应,改善硫电极循环性能。同时,过渡金属氧化物本身高的密度有利于提高硫基复合正极材料的振实密度,有望实现硫电极的高质量比容量和高体积比容量。相比于一维碳纳米管(CNTs),极性铁酸镍一维纳米纤维复合材料具有

两院院士评选中国世界十大科技进展新闻揭晓

   由中国科学院、中国工程院主办,中国科学院学部工作局、中国工程院办公厅、中国科学报社承办,中国科学院院士和中国工程院院士投票评选的2015年中国十大科技进展新闻、世界十大科技进展新闻,2016年1月19日在京揭晓。  此项年度评选活动至今已举办了22次。评选结果经新闻媒体广泛报道后,在社会上产生

一眼就看“透”你的太赫兹技术

太赫兹(THz)指的是电磁频谱上频率为0.1~10THz的辐射,波长范围为0.03~3mm,介于无线电波和光波之间。太赫兹波具有穿透性强、使用安全性高、定向性好、带宽高等技术特性,可以应用于国防、国土安全、天文、医疗、科学研究等诸多领域,因此成为当前世界上一项极为重要的前沿技术。太赫兹技术的研究内容

实现铜线100倍电流的碳纳米管复合材料研发成功

  日本产业技术综合研究所(以下简称“产综研”)开发出了一种新材料,通过组合单层碳纳米管(CNT)和铜(Cu),实现了与铜同等的电导率,以及约达到铜 100倍的载流量(也叫最大电流密度)。该研究所表示,这种CNT-Cu复合材料不仅可以通过大电流,而且重量轻、耐高温,因此可以作为超小型高性能半导体