科技·奇闻轶事

【#第一文档网# 导语】以下是®第一文档网的小编为您整理的《科技·奇闻轶事》，欢迎阅读！

美研究称焊接纳米线可以只用一束光

据美国每日科学网站2月7日（北京时间）报道，美国科学家设计出一种新的纳米线焊接技术，可使用表面等离子体光子学，用一束简单的光将纳米线焊接在一起。发表于刚刚出版的《自然·材料学》杂志上的最新研究有望促成新式电子设备和太阳能设备的出现。

目前，有些纳米学家正专注于制造由金属纳米线组成的导电网格，这样的网格具有卓越的输电性能、成本低廉且非常容易处理，可广泛应用于下一代触摸屏、视频显示器、发光二极管及薄膜太阳能电池等领域。

然而，在制造这样的网格的处理过程中，必须对精巧的网格施加热或压力，才能将形成网格的呈十字形摆放的纳米线熔接在一起，而这又会破坏网格。

最新纳米线焊接技术解决了上述问题。新技术的核心是表面等离子体光子学的物理属性——光以波的形式流过金属的表面并和金属相互作用。表面等离子体光子学使基于表面等离子体激元的元件和回路具有纳米尺度，从而可实现光子与电子元器件在纳米尺度上完美联姻。科学家们用电子显微镜分别对光照在纳米线上之前和之后进行拍摄，图片对比发现，光照前，单个纳米线一层层叠放在一起；光照后，在顶部的纳米线就像天线一般，引导光的等离子体激元波进入底部的电线中并制造出热将纳米线焊接在一起。

该研究的作者之一、斯坦福大学材料科学和工程学院的表面等离子体光子学专家马克·布荣格萨姆表示：“当两条纳米线呈十字铺在一起时，在纳米线相遇的地方，光会产生等离子体激元波，制造出一个热点。然而，只有当纳米线相互接触时才会存在热点，当纳米线熔接在一起后，热点就消失了。焊接阻止了热点本身，整个系统因此保持完整，没有被破坏。”该研究的另一作者、该大学材料工程师迈克尔·麦吉尔补充道，“在此过程中，电线其他部分以及同样重要的基础材料都不会受到影响。这种精确加热大大增加了我们对纳米材料进行焊接的控制力、速度和能效。”

科学家们表示，新方法除了能让他们制造出更坚硬、性能更优异的纳米线网格之外，也有望让他们制造出附着在柔性或透明塑料和聚合物上的网状电极，这有可能让能产生太阳能的廉价窗户涂层出现。


合肥研究院在锂离子电池负极材料研究方面取得进展

近期，中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所秦晓英研究小组在锂离子电池负极材料研究方面取得进展，相关成果发表在Journal of Materials Chemistry A（2015, 18, 9682-9688）上。

负极材料是锂离子电池的重要组成部分，目前商业化的石墨材料存在的理论容量偏低问题(372 mAh/g)，严重制约了高能量密度动力电池的发展。因此，开发新的具有高充放电容量、安全经济的负极材料, 是目前电池材料研究领域的重点之一。

Fe2O3作为锂电负极材料，具有理论容量高(～1000 mAh/g)、成本低、环境相容性好等优点，因而受到广泛关注。然而，Fe2O3本身的导电性差，充放电过程中体积变化大，容易粉化，严重损害了其电化学性能。秦晓英领导的研究组, 利用真空炭化金属-有机络合物的技术，制备出核壳结构的γ-Fe2O3@C纳米颗粒及其与多壁碳纳米管(MWNT)的复合材料，并详细研究了其电化学性能和电极活化过程。在100 mA/g的电流密度下，经过60次循环后，γ-Fe2O3@C/MWNT电极的容量稳定在1139 mAh/g，高于Fe2O3材料的理论容量。研究还发现，在不同的电流密度下，容量均呈现缓慢增加的趋势，对应着电极的缓慢活化过程。通过对不同阶段电极的循环伏安测试和微结构表征，发现γ-Fe2O3颗粒在循环过程中逐渐变成多孔囊泡状结构，形成大量含缺陷的界面，通过界面储锂的方式提高了容量，同时多孔结构也促进了Li+的快速传输；另一方面，表面的碳壳层有效地保护了Fe2O3颗粒，抑制了其粉化，维持了电极结构的稳定性。此工作为新型负极材料的结构设计提供了重要参考。





(a) γ-Fe2O3@C/MWNT电极的循环性能及微结构演化示意图；(b) γ-Fe2O3@C/MWNT电极在不同循环次数后的CV曲线。

本文来源：https://www.dy1993.cn/HZgG.html