碳材料显示出有趣的物理特性,包括在石墨烯中发现的超导性和高度各向异性的热导率。压缩应变可以在碳材料中诱导结构和键合跃迁并创建新的碳相,但是它们与导热率的相互作用仍然在很大程度上没有探索。我们使用Picsecond瞬时热室内和第一原理计算研究了压缩石墨阶段的原位高压导热率。我们的结果表明,在15 - 20 GPA时峰值至260 W = MK峰值,但降至3。0 W = 〜35 GPA的MK。与免费的原位拉曼和X射线衍射结果一起,压缩碳的异常热导率趋势归因于声子介导的电导率,受层间屈曲和SP 2的影响,SP 2转换为SP 3过渡,然后,M-Carbon Nanocrystals和Nananocrystals和Nananocrystals和Amorphous Carbos的形成。应变诱导的结构和键合变化提供了碳材料中热和机械性能的广泛操作。
摘要:本评论确定了聚合物 - 碳复合材料纳米电子学的各种即将到来的技术和重大的物理问题。有很多情况,从基于碳材料的机械柔性和便携式薄膜晶体管,柔性和可拉伸的能源存储应用,柔性传感器应用到柔性太阳能电池。在各种系统中,机械结构设计与电路结构设计一样必不可少。最新的研究基于柔性碳材料的纳米电子学表明,除了进步,多学科的方法(例如3D打印)外,还结合了传统研究的几乎每个领域,在材料科学,化学,物理学和工程领域,例如电气,电子,电子和机械。
随着全球对气候变化和环境可持续性升级的关注,裁定行业正在大大转移到生态耐性和可持续性的建筑实践上。本文全面探讨了将建筑信息建模(BIM)与环保原则相结合,以创建设计和建造可持续建筑的框架。这项研究引入了一种实用方法,用于评估建筑建筑的体现碳,从缅甸仰光市的一栋住宅建筑中获得见解。本研究开发的方法旨在评估与施工过程不同阶段相关的碳足迹,包括原材料生产和材料运输。补充说,提出的方法比较了两种传统和低碳材料,比较了住宅建筑中材料体现的碳,运输体现的碳和总成本。结果表明,材料体现的碳仅贡献84%,而材料运输占两种情况的剩余16%。利用低碳材料可显着减少,与常规伴侣rial相比,材料体现碳的碳足迹降低了40%,运输碳足迹下降了39%。但是,采用低碳材料会使总成本的适度增加约为6.7%。这项研究强调了将低碳材料整合到未来被动建筑物的设计中的必要性,从而推进了追求零零策略的追求。这项研究强调了BIM驱动的生态弹性实践的潜力,以减轻碳排放,以及在可持续建筑设计和建筑中持续创新和协作的需求。
超级电容器是一种重要的电化学储能装置。1~3单个超级电容器由电极、隔膜、电解液和集流体组成,其中电极材料是最重要的组成部分。4超级电容器技术进步的关键在于开发高性能的电极材料。5多孔碳材料在超级电容器电极中得到了广泛的应用,研究日益深入。6,7碳基超级电容器主要利用电极与电解液界面处形成的双电层进行电荷存储。碳材料的孔结构,包括比表面积、孔径及尺寸分布,是决定碳电极材料电容性能的关键。8,9
高性能,低成本,可持续采购的SIBS材料将满足不断增长的替代电池技术的需求。当前的硬碳材料通常来自碳质前体,例如在高温下进行长时间加热的螺距(石油和天然气行业的副产品)。这是一个非常能量消耗的过程,与使用化石燃料衍生的原料相结合,具有显着的环境足迹。此外,中国是世界上主要的硬碳材料供应商,QUT正在开发的过程旨在提供替代的西方阳极材料供应,从而降低了SIB细胞制造商的主权风险。
虽然碳本身看起来是一种非常简单的元素,但不可否认的事实是,碳材料从结构和应用的角度看都代表着大量的可能性。虽然我们可能认为碳“只是另一种元素”,但永远不要忘记,它通过不同杂化方式协调的特殊能力赋予了这种元素其他元素无法比拟的特性。进一步进入材料领域,在材料维度、表面和体积功能化或结构有序度等方面开辟了无数途径,仅举几个例子。如果将这些特性转化为特性和应用领域,结果同样令人印象深刻,新的应用和变体出现的频率越来越高。这导致过去十年发表了超过一百万篇科学论文,其中“碳”一词被用于标题、摘要或关键词中。当搜索范围缩小到“标题”字段时,结果下降到 318,000 多篇科学论文。这些数字是元素周期表中任何其他元素都无法比拟的,这清楚地表明碳材料的故事仍在不断发展和发展。这篇评论将概述碳基材料前沿部分在其 10 年历史中发表的作品,这些作品反映了过去十年碳材料领域取得的进步。
已有多项研究涉及活性炭的功能化,通过在适当的氧化状态下嫁接不同的表面基团来实现所需的性能。25 – 27 在改变活性炭性能的方法中,用杂原子(如氧、氮、硼、硫和磷)掺杂碳基质是调整电子结构和改善表面性能的最有效方法。氧官能团通常存在于碳表面,必须考虑它们对电容性能的影响,因为它们参与法拉第相互作用,从而显著增加酸性水系超级电容器中碳的比电容。N 的孤对电子与碳材料石墨 p 键的共轭会进一步扭曲碳结构,从而产生缺陷和可用的活性位点,这已经得到了广泛而深入的研究。然而,磷掺杂碳材料骨架中磷配置的作用机理仍不清楚。28 – 36
* 金波庞,jinbo.pang@hotmail.com;ifc_pangjb@ujn.edu.cn;Gianaurelio Cuniberti,gianaurelio.cuniberti@tu-dresden.de 1 山东省高校先进交叉学科研究院(iAIR)生物诊断与治疗技术与装备协同创新中心,济南大学,山东省济南市 250022,中国 2 PORT 波兰技术发展中心,Łukasiewicz 研究网络,Ul。 Stabłowicka 147, 54‑066 弗罗茨瓦夫,波兰 3 波兰科学院聚合物与碳材料中心,M. Curie ‐ Sklodowskiej 34, 41‑819 扎布热,波兰 4 南方科技大学化学系,深圳 518055,中国 5 山东大学晶体材料国家重点实验室,生物与微纳米功能材料研究中心,济南市山大南路 27 号,250100,中国 6 苏州大学能源学院,能源与材料创新研究院,苏州,苏州 215006,中国 7 苏州大学江苏省先进碳材料与可穿戴能源技术重点实验室,苏州 215006,中国 8 波兰科学院聚合物与碳材料中心,M. Curie Sklodowskiej 34, 41‑819 扎布热,波兰 9 复合材料研究所,莱布尼茨固体与材料研究所(IFW Dresden),20 Helmholtz Strasse,01069 Dresden,德国 10 环境技术研究所,VŠB-Ostrava 工业大学,17. Listopadu 15,Ostrava 708 33,捷克共和国 11 材料科学研究所和 Max Bergmann 生物材料中心,德累斯顿先进电子中心,德累斯顿工业大学,01069 Dresden,德国 12 德累斯顿计算材料科学中心,德累斯顿智能材料中心(GCL DCIM),德累斯顿工业大学,01062 Dresden,德国