1. Nature Chem.: 由二釕絡(luò)合物實現(xiàn)高效氨電催化氧化
在直接氨燃料電池（DAFC）中，將氨電化學(xué)轉(zhuǎn)化為氮氣是實現(xiàn)氮循環(huán)的必要技術(shù)。以前用分子復(fù)合物催化這種反應(yīng)的努力需要添加外源性氧化劑或應(yīng)用比氧還原反應(yīng)（DAFC 的陰極過程）的熱力學(xué)電位更高的電位。有鑒于此，威斯康星大學(xué)麥迪遜分校John F. Berry等人，報告了一種穩(wěn)定的金屬-金屬鍵合的二釕配合物，它在環(huán)境條件下從氨中自發(fā)產(chǎn)生氮氣。
本文要點：
1）發(fā)現(xiàn)金屬-金屬鍵合的二釕配合物能夠在低過電位下對氨進(jìn)行電催化氧化，在ORR的熱力學(xué)電位之下運行。
2）得到的還原二釕材料可以用氧氣再氧化，用于隨后與氨的反應(yīng)，證明其能夠自發(fā)地促進(jìn) DAFC 所需的兩個半反應(yīng)。二釕配合物還充當(dāng)氧化還原介質(zhì)，用于在低至-255 mV vs. Fc0/+的電位下將氨電催化氧化為N2，并在堿性條件下在氧還原反應(yīng)電位以下運行，從而實現(xiàn)熱力學(xué)可行性DAFC 的發(fā)展。
3）機(jī)理研究表明，金屬-金屬多重鍵能夠形成N-N鍵，而無需獲得單釕系統(tǒng)AOR所需的高能Ru=NH亞胺或Ru ≡ N 氮化物。
Trenerry, M.J., Wallen, C.M., Brown, T.R. et al. Spontaneous N2 formation by a diruthenium complex enables electrocatalytic and aerobic oxidation of ammonia. Nat. Chem. (2021).
DOI: 10.1038/s41557-021-00797-w
https://doi.org/10.1038/s41557-021-00797-w
2. Nature Commun.：Fe3O4納米粒子緩慢氧化過程中磁性變化規(guī)律
Fe3O4的Verwey轉(zhuǎn)換溫度在Tv=125 K附近，低于這個溫度將發(fā)生晶格畸變和非常復(fù)雜的電子排序。Verwey轉(zhuǎn)換溫度能夠在化學(xué)摻雜效應(yīng)作用中得到抑制，產(chǎn)生一級、二級區(qū)域，但是這種變化產(chǎn)生的原因目前仍沒有得到合理的解釋。
有鑒于此，國立首爾大學(xué)Je-Geun Park等報道發(fā)現(xiàn)，單分散的Fe3O4納米粒子在緩慢氧化反應(yīng)的過程中，產(chǎn)生Verwey轉(zhuǎn)變溫度發(fā)生顯著變化：在75天后Tv降低至最低值70 K，隨后在160天后提高至95 K。作者發(fā)現(xiàn)，95 K溫度對應(yīng)于均勻摻雜的最低溫度，該溫度能夠增強(qiáng)一級磁序。當(dāng)由于不均勻應(yīng)力導(dǎo)致Tv為70 K，表現(xiàn)特征性的二級疇區(qū)域。
本文要點：
1）作者發(fā)現(xiàn)，能夠基于摻雜和摻雜的梯度效應(yīng)物理學(xué)模型對這種變化過程實現(xiàn)定量描述，能夠追蹤非均勻摻雜區(qū)域到均勻摻雜區(qū)域之間變化的過程。
2）這個工作展示了納米粒子的緩慢氧化過程能夠?qū)崿F(xiàn)精準(zhǔn)的調(diào)控，能夠分別將均相和非均相摻雜作用于Verwey轉(zhuǎn)換，因此為研究其他材料的電子結(jié)構(gòu)變化、磁性變化過程提供機(jī)會。
Kim, T., Sim, S., Lim, S. et al. Slow oxidation of magnetite nanoparticles elucidates the limits of the Verwey transition. Nat Commun 12, 6356 (2021)
DOI: 10.1038/s41467-021-26566-4
https://www.nature.com/articles/s41467-021-26566-4
3. Joule: 可充電水性鋅基儲能裝置
自1799年首次出現(xiàn)電化學(xué)儲能(EES)裝置以來，各種類型的鋅基水性電化學(xué)儲能裝置(AZDs)被提出和研究。使用鋅陽極和水性電解質(zhì)的 EES 設(shè)備的優(yōu)點已經(jīng)得到公認(rèn)，包括具有競爭力的電化學(xué)性能、低成本、易于制造、良好的安全性和環(huán)境友好特性。已經(jīng)發(fā)明了 50 多種不同類型的 AZD（電極和配置的組合）；其中一些已經(jīng)主導(dǎo)了當(dāng)前的一次電池市場，而另一些則被認(rèn)為是有前景的下一代EES設(shè)備。
有鑒于此，英國倫敦大學(xué)學(xué)院Dan J.L. Brett和Guanjie He等人，采用整體視角對所有類型的可充電水性鋅基關(guān)鍵設(shè)備和具有代表性的AZD進(jìn)行總結(jié)和回顧。
本文要點：
1）首先，討論了AZD 中的電化學(xué)電荷存儲機(jī)制和界面特性。然后，提供了每個關(guān)鍵組件的分類、挑戰(zhàn)、最新進(jìn)展和有前景的策略。
2）最后，考慮了組件的組裝方式，以滿足特定場景的要求，包括大容量、（超）大功率或高能量應(yīng)用。
總之，該工作討論了最具代表性的可充電水性鋅基儲能裝置的最新研究進(jìn)展，以期為該領(lǐng)域的發(fā)展找到合適的方向。
Yiyang Liu et al. Rechargeable aqueous Zn-based energy storage devices. Joule, 2021.
DOI: 10.1016/j.joule.2021.10.011
https://doi.org/10.1016/j.joule.2021.10.011
4. Angew：雙靶向環(huán)狀適配體策略用于增強(qiáng)對不同白血病細(xì)胞的識別能力
目前，單價適配體在腫瘤領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用還面臨著諸多挑戰(zhàn)，包括單一受體導(dǎo)致的識別有限、內(nèi)化不足以及識別譜的局限性等。有鑒于此，湖南大學(xué)譚蔚泓院士和王雪強(qiáng)教授設(shè)計了一種雙靶向環(huán)狀適配體(DTCA)，它可以識別活細(xì)胞上的兩種不同的生物標(biāo)志物以增強(qiáng)適配體與受體的相互作用，從而能夠增強(qiáng)識別能力。
本文要點：
1）研究表明，這種改進(jìn)不僅可以增強(qiáng)DTCA的結(jié)合和內(nèi)化能力，而且也能夠擴(kuò)大其對于不同白血病細(xì)胞的識別范圍。此外，酶促末端結(jié)扎策略也可顯著提高DTCA在血清中的穩(wěn)定性。
2）實驗結(jié)果表明，將5-氟脫氧尿苷與DTCA進(jìn)行化學(xué)結(jié)合后能夠制備具有藥物功能的適配體。該適配體具有優(yōu)異的選擇性，對靶癌細(xì)胞有很高的細(xì)胞毒性，而對正常細(xì)胞則毒性很低。綜上所述，這一策略可為利用適配體以實現(xiàn)對腫瘤的精準(zhǔn)診療提供新的參考。
Lili Ai. et al. Dual-targeting Circular Aptamer Strategy Enabled Recognition of Different Leukemia Cells with Enhanced Binding Ability. Angewandte Chemie International Edition. 2021
DOI: 10.1002/anie.202109500
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202109500
5. Angew：一種高耐用、完全分散的Co雙原子中心催化劑用于CO2光還原為CH4
雙原子中心催化劑（DACs）由于其相鄰金屬原子之間的協(xié)同效應(yīng)可以在保持單原子中心催化劑幾乎100%的原子效率和良好的烴選擇性等優(yōu)點的同時，提高其催化活性，已成為多相催化的新前沿。近日，韓國延世大學(xué)Tae Kyu Kim，湖北大學(xué)張躍興特聘教授報道了首次通過裂解超分子前驅(qū)體合成了一種CoDACs，并將其應(yīng)用于光催化CO2還原反應(yīng)（CO2RR）。
本文要點：
1）實驗結(jié)果表明，當(dāng)Co原子含量從0.9%增加到2.4%時，Co基原子中心催化劑可以轉(zhuǎn)化為CoDAC，得到的CoDACs-3.5具有較高的甲烷選擇性，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過無Co催化劑和Co SACs。此外，釩酸鉍納米片（BV-NSs）的改性可以顯著提高CODAC-3.5的光催化性能，并具有長期穩(wěn)定性。
2）經(jīng)像差校正的大角度環(huán)狀暗場掃描透射電子顯微鏡（AC-HAADF-STEM）、X射線光電子能譜（XPS）和X射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)（XAFS）結(jié)果分別證實了Co-N（CoSACs）和Co2-N（CoDAC）的配位結(jié)構(gòu)。
詳細(xì)的結(jié)構(gòu)和理論分析將加深了研究人員對用于光催化CO2RR制取化學(xué)能源燃料的DACs光催化劑機(jī)理的進(jìn)一步理解。
Jinming Wang, et al, Highly durable and fully dispersed Co diatomic site catalysts for CO2 photoreduction to CH4, Angew. Chem. Int. Ed., 2021
DOI: 10.1002/anie.202113044
https://doi.org/10.1002/anie.202113044
6. Angew：具有有序平面介觀通道的二維MXene-聚合物異質(zhì)結(jié)構(gòu)用于高性能電容去離子
傳統(tǒng)的高性能電容去離子（CDI）電極材料存在電荷儲存容量低、共離子排出量大、除鹽速度慢等問題，一直限制著其實際應(yīng)用。近日，上海交通大學(xué)麥亦勇教授，日本國立材料研究所Xingtao Xu報道了采用界面自下而上的方法構(gòu)建了含有平面柱狀介觀通道的二維MXene-PDA異質(zhì)結(jié)構(gòu)。
本文要點：
1）基于其二維異質(zhì)結(jié)構(gòu)和平面內(nèi)柱狀介孔的存在，Ti3C2Tx MXene-聚多巴胺異質(zhì)結(jié)（mPDA/Mxene）在水介質(zhì)中表現(xiàn)出較大的SSA、較快的離子擴(kuò)散速率和良好的化學(xué)穩(wěn)定性。
2）實驗結(jié)果顯示，mPDA/MXene作為CDI器件的陰極材料，在1.5V的1000 ppm NaCl溶液中中表現(xiàn)出37.72 mg g-1的超高離子吸附容量（IAC）（Na+），這種CDI性能明顯優(yōu)于對照樣品，包括非介孔PDA/MXene納米片和純MXene納米片。并具有優(yōu)異的循環(huán)性能（200次循環(huán)）和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。此外，mPDA/Mxene還顯示出很高的IAC（Na+）含量，即使在海水鹽度下也達(dá)到了34.04 mg g-1。
本研究為合理開發(fā)用于高性能CDI器件的二維異質(zhì)結(jié)構(gòu)電極材料提供了一條途徑。這種邁向二維MXene-聚合物異質(zhì)結(jié)構(gòu)的合成策略也提供了創(chuàng)造各種MXene基異質(zhì)結(jié)構(gòu)的機(jī)會，這些異質(zhì)結(jié)構(gòu)具有定制的化學(xué)成分、孔徑和孔結(jié)構(gòu)用于CDI電極，這將拓寬其在其他水處理系統(tǒng)中的潛在應(yīng)用范圍。
Qian Li, et al, Two-Dimensional MXene-Polymer Heterostructure with Ordered In-Plane Mesochannels for High-Performance Capacitive Deionization, Angew. Chem. Int. Ed., 2021
DOI: 10.1002/anie.202111823
https://doi.org/10.1002/anie.202111823
7. AM：高效穩(wěn)定的低維甲脒基鈣鈦礦太陽能電池
受其缺陷薄膜質(zhì)量的限制，二維 Dion-Jacobson (DJ) 鈣鈦礦太陽能電池通常表現(xiàn)出較差的器件性能。剛性二銨有機(jī)層間間隔物不能容忍晶格失配，這會導(dǎo)致缺陷和畸變并最終降低光電性能。上海科技大學(xué)Gang Chen等人在甲脒（FA）基低維鈣鈦礦中引入了二次層間間隔物，并顯著提高了薄膜質(zhì)量。
本文要點：
1）靈活的單價間隔陽離子有效地減輕了晶格畸變并減少了晶體缺陷，為鈣鈦礦薄膜提供了理想的微觀形態(tài)、更好的晶體取向、減少的缺陷狀態(tài)和提高的電荷傳輸能力。
2）因此，基于 (PDA0.9PA0.2)(FA)3Pb4I13（PDA = 丙烷-1,3-二銨，PA = 丙基銨）薄膜的優(yōu)化鈣鈦礦太陽能電池 (PSC) 表現(xiàn)出 16.0 %，是同類結(jié)構(gòu)中最高的報告值。此外，該器件還表現(xiàn)出增強(qiáng)的熱穩(wěn)定性，在85°C下老化800小時后仍保持其初始效率的90%。
Cheng, L., et al, Tailoring Interlayer Spacers for Efficient and Stable Formamidinium-Based Low-Dimensional Perovskite Solar Cells. Adv. Mater..
DOI：10.1002/adma.202106380
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202106380
8. AM：使用氮K邊緣共振軟X射線散射解耦非富勒烯光伏中的復(fù)雜多長度尺度形態(tài)
有機(jī)光伏 (OPV) 和其他功能性軟材料中的復(fù)雜形態(tài)通常決定了性能。OPV的這種復(fù)雜性源于中尺度上動力學(xué)捕獲的非平衡狀態(tài)，它控制著器件電荷的產(chǎn)生和傳輸。由于其化學(xué)和取向敏感性，共振軟X射線散射 (RSoXS) 在過去十年中對 OPV 的探索具有革命性意義。然而，對于非富勒烯OPV，由于活性層中使用的材料的化學(xué)相似性，碳K邊緣附近的 RSoXS 分析一直具有挑戰(zhàn)性。上海交通大學(xué)Feng Liu和勞倫斯伯克利國家實驗室Cheng Wang等人通過氮K邊緣 RSoXS (NK-RSoXS) 提供了一種創(chuàng)新方法，利用受體材料中氰基的空間和取向?qū)Ρ龋梢源_定相分離。
本文要點：
1）NK-RSoXS首次清晰地可視化了PM6:Y6 混合物中結(jié)晶和液-液分層的組合特征尺寸，確定了光電特性。
2）NK-RSoXS還表明PM6:Y6:Y6-BO三元混合物具有減小的相分離尺寸和增強(qiáng)的材料結(jié)晶，可導(dǎo)致器件中的電流放大。
3）氮在有機(jī)半導(dǎo)體和其他軟材料中很常見，強(qiáng)大且定向的N 1→π*共振使NK-RSoXS成為揭示中尺度復(fù)雜性和了解異質(zhì)系統(tǒng)的有力工具。
Zhong, W., et al, Decoupling Complex Multi-Length-Scale Morphology in Non-Fullerene Photovoltaics with Nitrogen K-Edge Resonant Soft X-Ray Scattering. Adv. Mater.
DOI：10.1002/adma.202107316
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202107316
9. Adv. Sci.綜述：主客體型光催化分解水光電極性能優(yōu)化
通過分解水進(jìn)行光電化學(xué)制氫是一種綠色技術(shù)將太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)榭稍偕臍淠茉矗軌蜻M(jìn)一步解決環(huán)境和能源問題。相關(guān)研究中發(fā)現(xiàn)，在半導(dǎo)體光電極上通過構(gòu)建主/客體結(jié)構(gòu)能夠有效改善太陽能-燃料的轉(zhuǎn)化效率。在主/客體光陽極中，通過將光吸收層沉積在比表面積較高的電子受體層上，能夠顯著改善光的吸收、電荷的收集和分離。
有鑒于此，香港中文大學(xué)（深圳）/南京大學(xué)鄒志剛院士、涂文廣，南京大學(xué)周勇等綜述報道一些目前最先進(jìn)的主/客體光電極結(jié)構(gòu)設(shè)計，與設(shè)計增強(qiáng)光電極性能的方法。
本文要點：
1）總結(jié)和重點討論先進(jìn)主/客體光電極結(jié)構(gòu)設(shè)計，包括：光捕獲技術(shù)、優(yōu)化導(dǎo)電性主體材料、多級結(jié)構(gòu)調(diào)控等。對光電極分解水的理論和評價光電極分解水的評價因子進(jìn)行討論，隨后討論典型的主/客體材料性質(zhì)，最后對主/客體電極結(jié)構(gòu)調(diào)控中如何進(jìn)行系統(tǒng)性的增強(qiáng)和改善進(jìn)行展望。
2）隨后，作者對納米結(jié)構(gòu)光電極的主/客體結(jié)構(gòu)未來發(fā)展和挑戰(zhàn)進(jìn)行展望。
Zhiwei Wang, et al, Host/Guest Nanostructured Photoanodes Integrated with Targeted Enhancement Strategies for Photoelectrochemical Water Splitting, Adv. Sci. 2021,
DOI: 10.1002/advs.202103744
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/advs.202103744
10. AFM綜述：浮動催化劑化學(xué)氣相沉積法合成碳納米管及其應(yīng)用
浮動催化劑化學(xué)氣相沉積（FCCVD）是制備高質(zhì)量單壁、雙壁和多壁碳納米管（CNTs）的重要技術(shù)之一。該方法具有處理簡單、良好可控性好和可擴(kuò)展性的特點。此外，通過簡單地改變生長參數(shù)和收集方式，所合成的CNTs的塊狀形貌可以是海綿狀、陣列狀、薄膜狀或纖維狀，這有利于其更廣泛的應(yīng)用。盡管FCCVD控制合成CNTs已經(jīng)取得了長足的進(jìn)步。然而，生長的可重復(fù)性、均勻性、可控性和可擴(kuò)展性仍然存在諸多挑戰(zhàn)，這阻礙了所制備的CNTs的大規(guī)模應(yīng)用。
基于此，中科院金屬所成會明院士，劉暢研究員總結(jié)了FCCVD技術(shù)的優(yōu)點和特點，綜述了FCCVD技術(shù)在制備形貌和微結(jié)構(gòu)可調(diào)的CNTs中的應(yīng)用，以及其吸引人的特性和潛在的應(yīng)用前景。進(jìn)一步的，指出了目前FCCVD法制備的CNTs合成和應(yīng)用中存在的關(guān)鍵問題，并提出了可能的解決方案和未來發(fā)展趨勢。
本文要點：
1）在典型的FCCVD工藝中，催化劑前體和碳源通過載氣（氬氣、氫氣、氮氣等）引入反應(yīng)器的反應(yīng)區(qū)，根據(jù)不同的合成參數(shù)，催化劑前體被分解形成納米顆粒，催化生長單壁碳納米管（SWCNTs）、雙壁碳納米管（DWCNTs）或多壁碳納米管（MWCNTs）。作者首先總結(jié)了FCCVD參數(shù)優(yōu)化的最新進(jìn)展，如催化劑和生長促進(jìn)劑的性質(zhì)、碳源、載氣以及生長溫度。
2）FCCVD可以實現(xiàn)良好的生長參數(shù)的可調(diào)性，這使得其能夠理想地控制CNTs的結(jié)構(gòu)，包括壁數(shù)、直徑、長度、束尺寸，甚至是導(dǎo)電性和手性的類型。因此，采用FCCVD可以在不同的生長條件下制備SWCNTs、DWCNTs和MWCNTs。作者重點總結(jié)了SWCNTs精細(xì)結(jié)構(gòu)控制方面的研究進(jìn)展。
3）CNT具有優(yōu)異的物理和化學(xué)性能，被認(rèn)為是一種優(yōu)良的多功能材料。要實現(xiàn)實際應(yīng)用，CNTs宏觀結(jié)構(gòu)（包括薄膜、纖維、陣列和海綿）的組裝至關(guān)重要。目前，人們一直致力于通過原位和非原位技術(shù)來制備CNTs的宏觀結(jié)構(gòu)，以便將碳納米管的固有性質(zhì)從納米尺度轉(zhuǎn)換到宏觀尺度。由于生長的CNTs在載流中流動，F(xiàn)CCVD在CNTs宏觀結(jié)構(gòu)的組裝方面具有獨特的優(yōu)勢。
4）如上所述，F(xiàn)CCVD技術(shù)在CNTs制備中顯示出許多優(yōu)點，如高質(zhì)量、良好的可控性、連續(xù)加工和組裝宏觀結(jié)構(gòu)的能力。因此在過去20年取得了顯著進(jìn)展，然而，其仍存在重大挑戰(zhàn)，包括技術(shù)障礙和基本問題，包括：i）大規(guī)模生產(chǎn)；ii）可控生長機(jī)制；iii）SWCNTs的均勻性；iv）束大小和產(chǎn)量；v）大面積CNTs薄膜；vi）CNTs纖維。
Peng-Xiang Hou, et al, Synthesis of Carbon Nanotubes by Floating Catalyst Chemical Vapor Deposition and Their Applications, Adv. Funct. Mater. 2021
DOI: 10.1002/adfm.202108541
https://doi.org/10.1002/adfm.202108541
11. J. Phys. Chem. Lett.: 原子精度膠體硫?qū)倩衔锛{米線和異質(zhì)結(jié)構(gòu)的催化生長：進(jìn)展和展望
一維膠體半導(dǎo)體納米線在納米電子學(xué)和光子學(xué)領(lǐng)域受到廣泛關(guān)注。與零維結(jié)構(gòu)相比，它們的幾何各向異性提供了額外的自由度來定制電子和光學(xué)特性，并可以定制復(fù)雜性更高的異質(zhì)結(jié)構(gòu)。膠體合成化學(xué)在過去幾十年的發(fā)展推動了各種一維納米晶體和異質(zhì)結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)，然而，在原子水平上精確定義它們的組成和結(jié)構(gòu)的合成追求仍然是一個巨大的挑戰(zhàn)。催化生長，其中納米線以逐層的方式在催化劑-納米線界面處生長，為實現(xiàn)這一最終目標(biāo)提供了一條有希望的途徑。
有鑒于此，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)俞書宏院士等人，綜述了利用催化生長策略實現(xiàn)硫?qū)倩衔锛{米線及異質(zhì)結(jié)構(gòu)的原子尺度精準(zhǔn)構(gòu)筑的研究進(jìn)展。
本文要點：
1）總結(jié)了液相催化生長的基本機(jī)制，闡述了幾種典型生長方法的區(qū)別與聯(lián)系；分析了精準(zhǔn)調(diào)控納米線與異質(zhì)結(jié)構(gòu)各項參數(shù)的技術(shù)關(guān)鍵，包括組成、直徑、長度、晶相、空間構(gòu)型以及表界面等；
2）介紹了利用催化生長方法進(jìn)一步合成一維高階異質(zhì)納米結(jié)構(gòu)的系列重要進(jìn)展；討論了催化生長方法在原子尺度精準(zhǔn)的新材料開發(fā)方面存在的挑戰(zhàn)、解決思路以及未來研究方向。
Yi Li et al. Catalyzed Growth for Atomic-Precision Colloidal Chalcogenide Nanowires and Heterostructures: Progress and Perspective. J. Phys. Chem. Lett., 2021.
DOI: 10.1021/acs.jpclett.1c02358
https://doi.org/10.1021/acs.jpclett.1c02358
12. Nano Res.: 銅晶體取向?qū)γ准壋瑵崈羰┥L的作用
在銅箔上化學(xué)氣相沉積 (CVD) 生長的石墨烯薄膜具有良好的可擴(kuò)展性和高質(zhì)量，但仍受到表面污染（即無定形碳）的不利影響。盡管近年來通過Cu -氣相輔助反應(yīng)成功制備了超凈石墨烯，但無定形碳的形成機(jī)制仍不清楚，尤其是在基材的功能方面。
有鑒于此，北京大學(xué)劉忠范院士、彭海琳教授、Li Lin和曼徹斯特大學(xué)Wendong Wang等人，發(fā)現(xiàn)底層金屬基材的晶體取向?qū)Q定石墨烯的清潔度，即活性碳物種在石墨烯-銅(100)表面的緩慢擴(kuò)散是抑制污染形成的關(guān)鍵因素。
本文要點：
1）發(fā)現(xiàn)銅箔的晶體取向?qū)τ谑┍砻鏌o定形碳的形成至關(guān)重要，特別是在Cu(100) (GCu(100))上生長的石墨烯表面比在其他Cu表面生長的石墨烯表面更清潔。
2）通過密度泛函理論(DFT)計算證實，碳在G-Cu(100)表面擴(kuò)散緩慢是抑制非晶態(tài)碳形成的主要原因。
3）在從多晶銅箔轉(zhuǎn)化而來的米級 Cu(100) 上實現(xiàn)了清潔石墨烯的輕松合成。此外，Cu(100) 上石墨烯的清潔表面可確保減少與轉(zhuǎn)移相關(guān)的聚合物殘留物，并提高了光學(xué)和電學(xué)性能，這使得石墨烯在生物傳感器中的廣泛應(yīng)用，作為柔性透明電極。
總之，該工作將為高質(zhì)量石墨烯薄膜的基礎(chǔ)研究提供一個有前景的材料平臺，并為高質(zhì)量石墨烯薄膜的先進(jìn)應(yīng)用創(chuàng)造新的機(jī)遇。
Liu, X., Zhang, J., Wang, W. et al. The role of Cu crystallographic orientations towards growing superclean graphene on meter-sized scale. Nano Res. (2021).
DOI: 10.1007/s12274-021-3922-x
https://doi.org/10.1007/s12274-021-3922-x
