科研人员探索纳米材料石墨炔新的储能—转换机制
近日，中科院苏州纳米所研究员陈韦课题组与中科院化学所李玉良院士以及香港理工大学陶肖明教授等团队合作，设计制备了一种基于石墨炔新材料的电化学驱动器，并从石墨炔材料微观分子驱动机制的发现，到宏观驱动器件的高能量转换效率驱动特性，开展了全面系统的研究。相关成果已发表在《自然—通讯》杂志上。图片来源于网络 仿生人工肌肉材料是20世纪90年代迅速发展起来的一类新型智能材料，正不断地掀起全球科学家的研究热潮，在航空航天、仿生机器人以及生物医疗等工程领域具有重要的应用价值。 其中，离子聚合物—金属复合材料（IPMC），也称为电化学驱动器，是一种典型的仿生人工肌肉材料。它是由两层电极与离子聚合物组装而成的三明治结构，在电场作用下，依靠离子在电极界面的可逆脱嵌过程，实现电能与机械能的转换。因其低电压驱动、柔性大变形等特性，在软体机器人、智能穿戴以及医疗器械等方面的应用前景广阔。 目前学术界公认的IPMC材料驱动机制是电容致动机理，在驱动......阅读全文
石墨炔杂化获进展
燃料电池具有零污染、能量转化效率高、适用范围广泛等众多优点，使其成为最具前景的新型能源转化装置之一。燃料电池的阴极氧还原反应(ORR)是一个动力学迟缓的过程，需要在催化剂的作用下才能输出有效的电流密度。传统的 ORR 催化剂主要为价格昂贵的铂类材料。在燃料电池发电系统中，燃料电池电堆成本占总成本
石墨炔碳原子杂化类型
碳家族发展历程 碳具有sp3、sp2和sp种杂化态，通过不同杂化态可以形成多种碳的同素异形体，如通过sp3杂化可以形成金刚石，通过sp3与sp2杂化则可以形成碳纳米管、富勒烯和石墨烯等，如下图所示。a金刚石 b石墨 c蓝丝黛尔石 d、e、f足球烯g无定形碳 h碳纳米管 1996年化学诺贝尔奖被授
石墨炔膜材料可实现甲醇零渗透
直接甲醇燃料电池被认为是最有前途的清洁高效能源电池之一，其中，质子交换膜是影响直接甲醇燃料电池能量效率、功率密度等的核心部件。近日，香港科技大学教授赵天寿课题组发现新型二维碳纳米材料石墨炔是较为理想的质子交换膜材料，具备高选择性和高导电性，能有效阻隔甲醇燃料的渗透。相关成果发表于《自然—通讯》上
石墨炔能源存储材料方面取得系列进展
碳素材料与人类生活密切相关，而石墨炔类材料是继富勒烯、碳纳米管、石墨烯之后，一类全新的碳素材料。在结构上讲，它是目前唯一一类通过化学法合成的，同时含有sp和sp2（分别表示两种不同的原子轨道杂化方式）两种杂化形式碳，并具有中国知识产权的二维平面全碳材料。从性能上看，石墨炔类材料具有大的共轭体系、
仿生人工肌肉研究获进展
仿生人工肌肉材料是20世纪90年代迅速发展的一类新型智能材料，正不断地掀起全球科学家的研究热潮，在航空航天、仿生机器人以及生物医疗等工程领域具有重要的应用价值。离子聚合物-金属复合材料（Ionic polymer-metal composites， IPMC），也称为电化学驱动器，是一
我国学者仿生人工肌肉研究取得重要进展
仿生人工肌肉材料是二十世纪90年代迅速发展起来的一类新型智能材料，正不断地掀起全球科学家的研究热潮，在航空航天、仿生机器人以及生物医疗等工程领域具有重要的应用价值。离子聚合物-金属复合材料（Ionic polymer-metal composites, IPMC），也称为电化学驱动器，是一种典型
材料前沿丨石墨炔：从发现到应用
编者按：《石墨炔：从发现到应用》为国内外第一部全方位、系统地介绍石墨炔从基础科学研究到实际应用探索的前沿著作。由我国首次发现石墨炔的专家，中国科学院院士李玉良先生及其团队核心专家李勇军研究员共同撰写。内容新颖、权威，科学性和可读性强！合成、分离新的不同维数碳同素异形体是过去二三十年研究的焦点，科学家
科研人员探索纳米材料石墨炔新的储能—转换机制
近日，中科院苏州纳米所研究员陈韦课题组与中科院化学所李玉良院士以及香港理工大学陶肖明教授等团队合作，设计制备了一种基于石墨炔新材料的电化学驱动器，并从石墨炔材料微观分子驱动机制的发现，到宏观驱动器件的高能量转换效率驱动特性，开展了全面系统的研究。相关成果已发表在《自然—通讯》杂志上。图片来源于网
石墨炔作为催化剂应用研究获进展
中科院青岛生物能源与过程研究所新型能源碳素材料团队研发了一种氮掺杂的石墨炔材料，用作氧还原反应，表现出优异的催化性能，相关工作近日发表于《应用材料与界面》。 石墨炔是一种新型碳材料，由炔键和苯环连接而成，具有特殊的sp杂化（一种较常见的杂化方式）碳原子，已被报道在光催化、电催化以及生物方面均表
石墨烯克服人造肌肉的致命弱点
供图：韩国科学技术院 在仿生机器人学领域中，所谓的人造肌肉给人以全部希望：从为水下交通工具制造类鱼的鳍的能力，到帮助残疾人复健的装置。 这些离子型高分子复合材料由于其绝对简便性而具有吸引力。只需将两个电极放在高分子材料上，当接通电压时，离子迁移，引起高分子材料变形。 然而，金属电极有一个问
新型的sp掺杂N原子引入石墨炔－性能表现优异
中科院过程工程研究所王丹团队联合中科院化学所李玉良团队，成功在超薄石墨炔材料上引入一种新型的sp掺杂N原子，这种新型的石墨炔材料表现出非常优异的性能。该成果日前发表在《自然—化学》上。 氧还原反应（ORR）是能源储存和转化的基础，在燃料电池中有着重要应用。目前，氧还原反应以铂基催化剂的催化活性
石墨炔掺杂提升钙钛矿电池性能研究获进展
作为继富勒烯、碳纳米管、石墨烯之后的一种新型全碳纳米结构材料，石墨炔具有丰富碳化学键、大共轭体系及宽面间距等特性以及优良化学稳定性，被誉为“最稳定的一种人工合成二炔碳同素异形体”。石墨炔独特的结构特性，使其与无机纳米粒子、有机聚合物、染料分子等发生相互作用或键合，表现出独特电子转移增强特性，在信息技
我国利用石墨炔实现零价金属原子催化的突破
在国家自然科学基金委员会重大项目资助下，中国科学院化学研究所石墨炔研究团队建立了原子催化的新理念，改变了传统的催化观念，实现了该领域至今没破的难题。研究成果以“Anchoring zero valence single atoms of nickel and iron on graphdiyne
实验室内培育出可自愈人工肌肉
科学家制造出不仅功能像真正肌肉还可自行治疗的活骨骼肌。照片显示，长长的颜色艳丽的改造后肌肉纤维已被着色，目的是让科学家可以观察将其植入一只老鼠体内后的生长情况。 照片展示了置于一种蛇毒毒素中的改造后肌肉纤维的损伤和恢复。科学家首次证明了改造后肌肉植入一只活动物后可以自行修复。照片中
我国科学家制备新型“人工肌肉”材料
复旦大学聚合物分子工程国家重点实验室彭慧胜教授课题组成功制备出新型纤维状人工肌肉材料。相关研究成果作为当期的封面文章发表于《自然·纳米技术》。 专家认为，这种导电的人工肌肉材料对溶剂响应具有很高的灵敏度和特异的选择性，在工业生产和化学品储存中，可以用来探测毒性溶剂的泄漏和预警。 科学界对人工
Science：吉林大学研发出强大的人工肌肉
吉林大学麦克德尔米德实验室与美国德州大学达拉斯分校国际团队合作，成功地将普通的渔线和缝纫线制备成强大的人工肌肉。相关研究成果于2月21日在《科学》杂志上发表。 相比于相同长度和质量的自然肌肉，这种新型人工肌肉能举起的重量和产生的机械功率要强100倍!每千克这种人工肌肉可产生7.1马力的功率
我国首例“人工肌肉”植入萎缩下肢手术成功
8月16日，国内首例“人工肌肉”植入小儿麻痹患者萎缩下肢的手术，在北京潞河医院宣告成功。 45岁的美籍男子皮特，自幼患小儿麻痹，遗留下明显萎缩、细短的左腿。借助王江宁教授和他正在研究的“假体植入下肢增粗术”，皮特早已萎缩的右腿变得健壮有力，逐步恢复正常人的行走功能。 “人工肌肉”是
肌肉疑难症患者福音：韩国研制出人工肌肉3D打印机
据韩国国际广播电台(KBS)报道，韩国研究小组日前成功开发了用于制造人工肌肉的3D打印机技术。图片来源于网络 韩国研究财团27日透露，韩国成均馆大学生物电子学教授金根亨(音译)和全南大学医学院教授张哲豪共同引领的研究小组利用含有黄金纳米粒子的生物墨水成功打印出肌纤维束。 据悉，生物打印技术的
青岛能源所在石墨炔能源存储与转化研究中取得进展
可穿戴智能设备是未来科学与社会进步的重要标志之一，也是国家的重大战略需求，其长久的续航能力依赖于高性能的柔性储能电池。针对如何提高电极材料的柔性和容量这一科学问题，在中国科学院院士李玉良的指导下，中科院青岛生物能源与过程研究所新型能源碳素材料团队与中科院化学研究所合作，研发了一种石墨炔基分子材料
青岛能源所等新型石墨炔储能材料研究获进展
石墨炔，是继富勒烯、碳纳米管、石墨烯之后，一种新的全碳纳米结构材料。它是由sp和sp2杂化形成的一种新型碳的同素异形体，是由1，3-二炔键将苯环共轭连接形成的具有二维平面网络结构的全碳材料，具有丰富的碳化学键、大的共轭体系、宽面间距、优良的化学稳定性，被誉为是最稳定的一种人工合成的二炔碳的同素异
新研究！石墨炔基新型高效非金属电催化剂
燃料电池是一种重要的新能源装置，其中最新发展的金属-空气电池更是被寄予厚望。然而，金属-空气电池中阴极氧还原和正极氧析出反应动力学过程缓慢，需要大量的贵金属催化剂，大大增加了电池的成本，阻碍了金属-空气电池的大规模商业化进程。中国科学院青岛生物能源与过程研究所碳基材料与能源应用研究组，在制备高效
石墨烯“人工喉”－让霍金也渴求
有人说，科技违背了优胜劣汰的法则，它拯救了太多理应被“淘汰”的人。而如果没有科技，全人类可能都是应被“淘汰”的弱者。近日，清华大学信息学院院长助理、长江学者任天令教授课题组在《自然·通讯》上发表题为《具有声音感知能力的智能石墨烯人工喉》的研究论文，令人再次感叹科技不可思议的魅力。 霍金曾说：“
关于人工石墨的基本信息介绍
人工石墨是将易石墨化炭（如沥青焦炭）在N2气氛中于1900~2800℃经高温石墨化处理制得。常见人工石墨有中间相碳微球（MCMB）和石墨纤维。 MCMB是高度有序的层面堆积结构，可由煤焦油（沥青）或石油渣油制得。在700℃以下热解炭化处理时，锂的嵌入容量可达600mAh.g-1以上，但不可逆容
用于电致变色人工肌肉的无机半导体纱线
东华大学Materials Horizons： 无机半导体纱线半导体纤维在人机交互、能量转化等方面的优势吸引了可穿戴领域的广泛关注。目前的半导体纤维以共轭聚合物材料为主，但其载流子迁移率和力学强度较低；无机半导体作为现代电子器件的基础材料，本可成为半导体纤维的理想基元，但是无机半导体纤维尚缺乏
青岛能源所开发出基于石墨炔的高性能储钠材料
中国科学院青岛生物能源与过程研究所碳基材料与能源应用研究组研究发现，通过对石墨炔碳材料进行分子设计控制炔键的数目，增加更多的储钠位点和传输通道，进而制备出具有更好电化学表现的储钠材料，其优异的比容量和超长的循环稳定性表明石墨炔类碳材料在储能方面具有巨大的应用潜力。 由于钠元素在全球含量丰富且廉
化学所成功合成新的碳同素异形体石墨炔
在国家自然科学基金委、科技部和中科院的资助下，中科院化学所有机固体院重点实验室在石墨炔研究方面取得了重要突破。利用六炔基苯在铜片的催化作用下发生偶联反应，成功地在铜片表面上通过化学方法合成了大面积碳的新的同素异形体-石墨炔（graphdiyne）薄膜。研究结果还证实石墨炔是由1，
中国科学家首次成功合成石墨炔－开辟碳材料研究新领域
▲大面积石墨炔薄膜▲宏量制备高纯度石墨炔▲二维碳石墨炔的结构模型 石墨炔是一种新的碳同素异形体，其丰富的碳化学键，大的共轭体系、宽面间距、优良的化学稳定性和半导体性能一直吸引着科学家的关注。随着富勒烯、碳管及石墨烯等碳材料陆续通过物理方法成功制备，如何制备石墨炔一直是科学研究的焦点。
PNAS：杜克大学培育出可自愈的人工肌肉
科学家制造出不仅功能像真正肌肉还可自行治疗的活骨骼肌。照片显示，长长的颜色艳丽的改造后肌肉纤维已被着色，目的是让科学家可以观察将其植入一只老鼠体内后的生长情况照片展示了置于一种蛇毒毒素中的改造后肌肉纤维的损伤和恢复。科学家首次证明了改造后肌肉植入一只活动物后可以自行修复。照片中的蓝色代表受
苏州纳米所在人工神经肌肉纤维方面取得新进展
生物体可以感知外部刺激并通过神经系统和肌肉组织的协同作用对环境做出反应。例如，蜗牛的触角在被触摸时会产生收缩，这种应激性反应有助于蜗牛避免突然的危险，并增加其对环境变化的适应性。随着软体机器人的快速发展，利用这种简单的融合系统，可以使未来机器人更加智能和逼真。此外，结构紧凑的多功能人工肌肉纤维有
过程工程所在sp杂化氮掺杂石墨炔的氧还原应用获进展
燃料电池具有零污染、能量转化效率高、适用范围广泛等众多优点，使其成为最具前景的新型能源转化装置之一。燃料电池的阴极氧还原反应(ORR)是一个动力学迟缓的过程，需要在催化剂的作用下才能输出有效的电流密度。传统的 ORR 催化剂主要为价格昂贵的铂类材料。在燃料电池发电系统中，燃料电池电堆成本占总成本