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宁波材料所纳米硅基负极材料研究取得进展

相对于传统石墨负极材料(372mAh/g),硅负极材料具有极高的理论比容量(3580mAh/g),是未来高能量密度动力锂离子电池负极材料首选。但硅负极材料在充放电循环过程中存在体积变化(高达3倍以上),造成硅颗粒粉化,从而引发SEI膜反复再生库伦效率低,电接触变差极化增大,使实际硅负极材料循环寿命和倍率性能较差。 中国科学院宁波材料技术与工程研究所动力锂电池工程实验室自2011年开展硅基负极材料的研究开发,已取得系列进展。2012年报道了一种三维多孔的纳米硅/石墨烯复合负极材料。近日,又报道了一种新型二维纳米硅/二氧化硅复合负极材料(2D nano-Si/SiO2)。该工作利用层状结构CaSi2的拓扑转变,在酸性溶液中化学剥离Ca原子(图1a),留下单原子层褶皱状硅烯,由于Si原子只存在sp3杂化,硅烯极不稳定,在水溶液中氧化得到亚稳态二维硅氧烯(图1b),二维硅氧烯经过合适的热处理条件脱水歧化得到二维纳米硅/二氧化硅......阅读全文

硅纳米管:自组生长新纳米材料

  湖南大学博士生导师唐元洪教授课题组率先合成自组生长的硅纳米管,标志着我国在纳米材料研究方面取得重大突破。   自组生长的硅纳米管是在一定条件下由一个个原子自己搭建生成、内部排列有序的纳米管,它完全可以体现硅纳米管的真实特性,同时具备碳纳米材料和硅纳米线材料的性能,在传感器、晶体管、光电器件等方

《物理化学杂志C》:硅纳米管储氢率或高于碳纳米管

实施氢能运输的技术关键是安全、高效和简洁。根据美国能源部(DOE)CAR课题组的研究,如果要让该技术成为现实,现有的储氢材料系统应该在室温下提供6%的储氢质量密度。当前,储氢方式的研究被认为是解决该问题的最有效途径。世界各国的研究小组都在寻找和试验多种材料,这些材料能够更加简易、可靠并且安全的吸收和

硅纳米线将绘电子器件新版图

  虽然我国目前已经初步实现了硅纳米晶体管、传感器等纳米器件的部分功能,但是离纳米器件的大规模集成还有相当大的距离。   美国斯坦福大学研究人员已经研发出用硅纳米线制成的“纸电池”。   当全世界的科学家一窝蜂地关注碳纳米管时,殊不知,另一种一维纳米材料硅纳米线同样能给人带来意想不到的惊喜。

固体所在构筑异质复杂一维纳米结构方法上取得进展

  与单一材料的一维纳米结构相比,由异质材料组成的复杂形貌一维纳米结构,具有更多的功能与更好的性能。这种异质复杂一维纳米结构在各种纳米器件与多功能复杂系统中具有广泛的应用前景。此前,人们根据高纯铝在阳极氧化过程中所形成孔的直径与阳极氧化电压成正比的关系,采用在阳极氧化过程中降低电压、

电池技术新发展:“石榴”电极可让电池容量增10倍

  受石榴启发,美国科学家开发出一种硅纳米颗粒和碳制成的新型电极,成功破解了此前锂离子电池中的硅电极容易破裂的难题。相关研究发表在2月17日出版的《自然·纳米技术》杂志上。   电极是电池的关键部件,有阳极和阴极之分。此前就有研究表明,硅阳极具有极好的性能,用其制成的锂离子电池能比目前广泛使用的石

美开发出“沙基锂离子电池” 让手机告别一天一充

  美国加州大学河滨分校的科学家日前开发出一种新型锂离子电池,其性能和使用寿命比普通锂离子电池高出三倍以上。更让人称奇的是,制造这种电池所需的主要原料既不是什么“高大上”的石墨烯,也不是什么稀有珍贵的化合物,而是普通得不能再普通的沙子。研究人员称,新技术有望打破目前智能手机等电子产品所面临的电池瓶颈

有了这个方法,硅纳米线锂电负极材料将不再是困难

  近日,中国科学院过程工程研究所在热等离子体制备硅纳米线负极材料上取得新进展,实现每小时公斤级量产,且制备的电池容量和寿命都达到较高标准,与碳材料复合后循环1000次的容量仍有2000mAh/g,为硅碳负极材料的产业化进展提供了新思路。相关研究结果发表在ACS Nano上。  目前传统的石墨负极材

物理所忆阻器的可调电致发光取得进展

  忆阻器(Memristor)是电路里继电阻、电容和电感之外的第四种基本元器件。由于其在非易失性存储、人工神经网络、混沌电路、逻辑运算及信号处理等领域的应用潜力,成为2008年后电子学器件领域内的一个重要研究对象。电致发光(Electroluminescence)通常指半导体材料中电流或电场诱导的

科学家制成彩色高效硅基发光二极管

  据物理学家组织网2月18日报道,硅纳米晶体的尺寸仅为几纳米,却具有很高的发光潜力。现在,来自德国卡尔斯鲁厄理工学院(KIT)和加拿大多伦多大学的科研人员借助硅纳米晶体,成功制造出了高效的硅基发光二极管(SiLEDs),其不含重金属,却能够发射出多种颜色的光。相关研究报告发表在近期出版的《纳米快报

俄学者开展碳和硅纳米颗粒对海洋环境的潜在危害研究

  据俄罗斯远东联邦大学官网消息,由远东联邦大学、俄罗斯科学院远东分院和西伯利亚分院以及国际毒理学专家联合组成的研发团队开展了塑料制品与复合材料成份中含有的碳和硅纳米颗粒对环境潜在危害的研究。研究证实,纳米管和纳米纤维可以破坏海洋中广泛存在的微型藻类的细胞,其成果发表在《环境研究》(Environm

物理学家找到“热死”癌细胞的好方法

  来自俄罗斯机械与光子大学的物理学家发现,球形硅纳米颗粒可以有效地加热,同时根据温度发光。科学家们表示,利用这些属性,再加上良好的生物相容性,一定用于光疗治疗和纳米手术。  研究人员计划在未来控制硅粒子的加热,在不影响健康组织的前提下,烧死癌细胞,研究结果发表于《纳米快报》中。  在进行光疗治疗和

院士团队成功在石墨烯和基底之间则形成单层/多层硅烯

  硅烯是硅原子排列成的蜂窝状翘曲结构。因其具有和石墨烯相似的几何构型,理论计算发现硅烯的能带结构与石墨烯类似,在布里渊区的顶角(K点)也存在狄拉克锥,载流子为无质量的狄拉克费米子。由于硅原子比碳原子重,硅烯具有更强的自旋轨道耦合相互作用,理论预言有可能在硅烯中观测到量子自旋霍尔效应和量子反常霍尔效

新型纸状材料助力电动车电池发展

  导读: 据国外科技媒体本周报道,加州大学河滨分校伯恩斯工程学院开发了一种可用于锂离子电池的新型纸状材料,它可以成倍地提高电池单位重量可传输的能量。这种纸状材料是由厚度还不及人类头发百分之一的海绵状硅纳米纤维材料制成的,它能被用于电动汽车的电池和个人电子设备中。  据国外科技媒体本周报道,加州大学

2016年中国、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2016年中国十大科技进展新闻、世界十大科技进展新闻,2016年12月31日在京揭晓。  入选新闻囊括了一年来最重要的科学发现和技术突破。  入选的2016年中国十大

纳米硅碳研发机构落户福建

  5月13日,中科院海西研究院与福建远翔化工有限公司签订协议共同建设纳米硅碳材料工程技术中心,国内首家专门从事研究开发纳米硅碳材料与应用技术的研发机构正式落户福建邵武。   地处邵武的福建远翔化工有限公司董事长王承辉高兴地告诉记者,“纳米硅碳材料工程技术中心”项目总投资6000万元,预期产值达2

首个10纳米以下碳纳米管晶体管问世

  据美国物理学家组织网2月2日(北京时间)报道,来自IBM、苏黎世理工学院和美国普渡大学的工程师近日表示,他们构建出了首个10纳米以下的碳纳米管(CNT)晶体管,而这种尺寸正是未来十年计算技术所需的。这种微型晶体管能有效控制电流,在极低的工作电压下,仍能保持出众的电流密度,甚至可超过同尺

49岁的美国三院院士四小时工作法

  他发表了400余篇论文,引用7万余次,4次入选麻省理工年度技术突破,新创多家成功企业,转化50余项专利技术,每天却只有4个小时秘密工作时间。他是John A Rogers,年仅49岁,美国科学院、工程院、艺术与科学院三院院士,柔性电子的先驱人物。今天,他为知社讲述他创新创业的传奇故事:研究的缘起

碳纳米晶体管性能首次超越硅晶体管

  据美国威斯康星大学麦迪逊分校官网近日报道,该校材料学家成功研制的1英寸大小碳纳米晶体管,首次在性能上超越硅晶体管和砷化镓晶体管。这一突破是碳纳米管发展的重大里程碑,将引领碳纳米管在逻辑电路、高速无线通讯和其他半导体电子器件等技术领域大展宏图。  碳纳米管管壁只有一个原子厚,是最好的导电材料之一,

科学家发现新荧光硅纳米粒子

  据物理学家组织网6月30日报道,英国莱斯特大学研究人员研究出一种新的合成方法,从而发现了新的荧光硅纳米粒子,其在材料、信息技术以及医药领域将具有广泛的应用前景。该研究成果发表在最近出版的《应用物理快报》上。   这种硅纳米粒子含有几百个硅原子,与水混合后会发出荧光,其稳定的荧光强度可保持超过三

可生物降解的柔性硅晶体管

  2015年6月30日华盛顿--当今,随着新科技不断为人们带来的越来越多的便利,便携式电子产品的用户日益频繁地更新他们的电子用品。2012年美国环境保护局(the U.S. Environmental Protection Agency)的一篇报告表明每年约有一亿五千万移动电子产品被丢弃,其中只有

院士评出2012年中国世界十大科技进展

  由中国科学院、中国工程院主办,中国科学院院士工作局、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评选的瀚霖杯2012年中国十大科技进展新闻、世界十大科技进展新闻,2013年1月19日揭晓。  此项年度评选活动至今已举办了19次。评选结果经新闻媒体广泛报道后,在社会

新型纳米防水布料成功问世

  据悉,新型纳米防水布料是由聚酯纤维制成的,上面涂有数百万微小硅丝,是至今制造出来的最防水的布料。此超级防水布的秘诀是上面涂有一层硅纳米丝,这种纳米防水布料可是高级化学防水材料。   这种纳米防水布料直径为40纳米的针状硅丝加大了布料的防水效果,所形成的涂层可防止雨水浸过此涂层,渗透到下面的聚酯

除了低功耗与低成本 FD-SOI还有什么优势?(一)

  “多年以后我们写半导体发展史的话,28纳米节点一定是浓墨重彩的一笔,它背后有很多的故事。”在2016 FD-SOI论坛上,复旦微电子总工程师沈磊如是说。的确,28纳米以后逻辑工艺开始分岔:立体工艺FinFET由于获得英特尔与台积电的主推成为主流,14/16纳米都已量产,10纳米工艺也

如何利用参考设计解决Type-C开发过程中的疑难杂症?-2

  “多年以后我们写半导体发展史的话,28纳米节点一定是浓墨重彩的一笔,它背后有很多的故事。”在2016 FD-SOI论坛上,复旦微电子总工程师沈磊如是说。的确,28纳米以后逻辑工艺开始分岔:立体工艺FinFET由于获得英特尔与台积电的主推成为主流,14/16纳米都已量产,10纳米工艺也

试验新方法!单颗磨粒纳米深度超精密磨削

  近日,大连理工大学张振宇教授及其博士生王博、崔俊峰等承担国家自然科学基金委创新研究群体“精密制造理论与技术基础研究”在硅的变形诱导制造新型纳米结构方面取得重要进展,在《纳米通讯》(Nano Letters) 期刊发表文章。  硅主导了消费电子、太阳能电池、光伏产业、半导体器件,成为世界上最大的产

碳纳米管将取代硅成为处理器芯片材料

  至少过去的五十年时间我们全部的计算机、游戏机、智能手机、汽车、媒体播放器甚至是闹钟的处理器核心都是由硅组成的。但是科学家和研究人员现在认为硅晶体处理器即将达到它们的极限。IBM公司的科学家们似乎已经找到了一种真实的方式抛开硅晶体而转向碳纳米管。      碳纳米管未来将取代硅成为处理

栅极长度仅一纳米的晶体管问世

  在7日出版的《科学》杂志上,一美国研究小组发表论文称,他们利用碳纳米管和二硫化钼(MoS2),成功制出目前世界最小晶体管,其栅极长度仅有1纳米,这一仅是人类发丝直径五万分之一的尺度,远低于硅基晶体管栅极长度最小5纳米的理论极值。   制出更小的晶体管,是半导体行业一直努力的方向,栅极长度则被认为

新颖的结构实现发射光能高于激发材料的光

  加利福尼亚大学河边分校和德克萨斯大学奥斯汀分校的材料科学家证明,使用硅纳米晶体和特殊的有机分子精心设计的结构,可以实现发射光能高于激发材料的光。  这一结果发表在《Nature Chemistry》杂志上,使科学家们距离开发针对癌症的微创光动力疗法更近了一步。这一进展还可能催生用于太阳能转换,量

苏州大学在生物分析检测领域取得新进展

  苏州大学功能纳米与软物质研究院的何耀教授课题组发展了硅基表面增强拉曼检测平台,用于对致癌基因的高灵敏、特异性多元分析检测。相关研究发表在近期的《应用物理快报》(Appl. Phys. Lett. 2012, 100, 203104)。该论文作为APL封面论文发表,并被评为近年来发表在该杂

新加坡开发纳米颗粒治癌新技术

新加坡国立癌症中心研究人员已经将工程硅纳米颗粒放入一种特殊载体中进行抗癌基因治疗。每个硅纳米颗粒直径仅30纳米,1个纳米是1米的10亿分之一。在该载体中可放入3万个纳米颗粒。 实验证明纳米颗粒可以携带和运送DNA或基因物质到脾脏,产生能发现和摧毁癌细胞的免疫细胞。实验还表明这一基因疗法可以防止癌