This work was performed under the auspices of the U.S. Department of Energy by Lawrence Livermore National Laboratory under Contract DE-AC52-07NA27344. IM release LLNL-JRNL-667016.

1. ريسورسينول الفورمالديهايد (RF) المشتقة الجرافين Aerogels <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> نا 2 CO 3 حفز ايروجيل الكربون (11٪ مواد صلبة، CRF) <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> في 40 مل التلألؤ القارورة، إضافة الماء منزوع الأيونات (7.1 مل) لالريسورسنول (0.625 غرام، 5.68 ملمول) وتخلط في دوامة لمدة 1 دقيقة. سحق قطعة الريسورسنول كبيرة لمسحوق باستخدام هاون ومدقة قبل إضافة الماء. لاحظ أنه قد لا تذوب تماما حتى الخطوة التالية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إضافة 37٪ محلول الفورمالديهايد (0.900 غرام، 11،4 مليمول) إلى الطين الريسورسنول ودوامة لمدة 1 دقيقة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إضافة كربونات الصوديوم (0.003 غرام، 0.028 مليمول) إلى خليط التفاعل ودوامة لمدة 1 دقيقة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> نقل خليط التفاعل لقوالب الزجاج التي يمكن أن تكون مختومة محكمة الغلق (على سبيل المثال، قارورة أو الزجاج الشرائح التي تكون مفصولة طوقا سيليكون) التي تحدد شكل الجزء الصلب الناتج. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع قوالب مختومة إلى الفرن 80 ° C وعلاج لمدة 72 ساعة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بعد المعالجة، وإزالة سولكتل معرف من العفن الزجاج ويغسل بالماء لإزالة بقايا المواد الأولية غير المتفاعلة ومحفز. عادة نقوم 3 × 12 يغسل ساعة مع DI جديدة H 2 O. والمواد هي الآن جاهزة للتجفيف. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> حمض الخليك حفز ايروجيل الكربون (AARF) 17 <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> في 40 مل التلألؤ القارورة، إضافة الماء منزوع الأيونات (15 مل) لالريسورسنول (12.3 غرام، 0.112 مول) وتخلط في دوامة لمدة 1 دقيقة. سحق قطعة الريسورسنول كبيرة لمسحوق باستخدام هاون ومدقة قبل إضافة الماء. لاحظ أنه قد لا تذوب تماما حتى الخطوة التالية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إضافة 37٪ محلول الفورمالديهايد (17.9 غرام، 0.224 مول) إلى الطين الريسورسنول ودوامة لمدة 1 دقيقة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إضافة حمض الخليك الجليدي (0.44 غرام، 0.007 مول) إلى خليط التفاعل ودوامة لمدة 1 دقيقة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> نقل خليط التفاعل لقوالب الزجاج التي يمكن أن تكون مختومة ضيق الهواء (على سبيل المثال، قارورة أو الشرائح الزجاجية التي تكون مفصولة طوقا السيليكون)، التي تحدد شكل دورة الفتشوبlting الجزء الصلب. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع قوالب مختومة إلى الفرن 80 ° C وعلاج لمدة 72 ساعة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بعد المعالجة، وإزالة كتل صلبة من العفن الزجاج ويغسل بالماء لإزالة بقايا المواد الأولية غير المتفاعلة ومحفز. عادة نقوم 3 × 12 يغسل ساعة مع DI جديدة H 2 O. والمواد هي الآن جاهزة للتجفيف. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إضافات الكربون إلى حل RF السلائف (CNT، GO) <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> أنابيب الكربون / RF مركب 11 <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تعليق 1٪ بالوزن احد الجدران الكربون نانو أنابيب في الماء منزوع الأيونات وتفريق بدقة باستخدام حمام بالموجات فوق الصوتية (الصوتية السلطة 90 W، تردد 40 كيلوهرتز). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إضافة الريسورسنول (1.235 غرام، 11،2 مليمول)، والفورمالديهايد (1.791 غرام، 22،1 مليمول)، ومحفز كربونات الصوديوم (5.95 ملغ، 0.056 ملمول) إلى 1.5 غرام من تشتت CNT. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> نقل خليط التفاعل لقوالب الزجاج التي يمكن أن تكون مختومة ضيق الهواء (على سبيل المثال، قارورة أو الزجاج الشرائح التي تكون مفصولة طوقا السيليكون)، التي definالبريد شكل الجزء الصلب الناتج. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع قوالب مختومة إلى الفرن 80 ° C وعلاج لمدة 72 ساعة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بعد المعالجة، وإزالة كتل صلبة من العفن الزجاج ويغسل بالماء لإزالة بقايا المواد الأولية غير المتفاعلة ومحفز. عادة تنفيذ 3 × 12 يغسل ساعة مع DI جديدة H 2 O. والمواد هي الآن جاهزة للتجفيف. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> أكسيد الجرافين / RF مركب 12 <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تعليق 1٪ بالوزن الجرافين أكسيد (GO، 300-800 نانومتر القطر) في الماء منزوع الأيونات وتفريق بدقة باستخدام حمام بالموجات فوق الصوتية (الصوتية السلطة 90 W، تردد 40 كيلوهرتز). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إضافة الريسورسنول (1.235 غرام، 11،2 مليمول)، والفورمالديهايد (1.791 غرام، 22،1 مليمول، حل 37٪) ومحفز كربونات الصوديوم (5.95 ملغ، 0.056 ملمول) إلى 1.5 غرام من تشتت GO. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> نقل خليط التفاعل لقوالب الزجاج التي يمكن أن تكون مختومة ضيق الهواء (على سبيل المثال، قارورة أو الشرائح الزجاجية التي تكون مفصولة طوقا سيليكون) التي تحدد شكلمما أدى الجزء الصلب. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع قوالب مختومة إلى الفرن 80 ° C وعلاج لمدة 72 ساعة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بعد المعالجة، وإزالة كتل صلبة من العفن الزجاج ويغسل بالماء لإزالة بقايا المواد الأولية غير المتفاعلة ومحفز. عادة تنفيذ 3 × 12 يغسل ساعة مع DI جديدة H 2 O. والمواد هي الآن جاهزة للتجفيف. </li></ol></li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تجفيف <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> فوق الحرجة CO 2 <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إعداد العينات غسلها لتجفيف مع CO 2 فوق الحرجة عن طريق تبادل O المذيبات H 2 مع الأسيتون. إزالة عينة من حمام الماء ومكان في حمام يحتوي على الأسيتون نظيفة. استبدال مع الأسيتون الطازجة مرتين أكثر في فترات 12 ساعة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> عينات تبادل الأسيتون الحمل في جهاز تجفيف فوق الحرجة، مليئة الأسيتون ومع تعميم المبرد في 12-15 درجة مئوية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ختم مجفف فوق الحرجة وتبادل مع CO 2 السائل حتى لا يبقى الأسيتون (4-24 ساعة اعتمادا سن حجم العينة، والكثافة، المسام التشكل، وما إلى ذلك). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> اغلاق CO 2 العرض ورفع درجة حرارة سائل التبريد المتداولة إلى 55 درجة مئوية، مع الحفاظ على الضغط في مجفف فوق الحرجة بين 1،200-1،600 رطل (80-110 بار). عقد في 55 درجة مئوية لمدة 1 ساعة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تنفيس ببطء CO 2 (2-12 ساعة) مع الحفاظ على درجة حرارة تعميم المبرد في 55 ° C. إزالة العينات. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تجفيف المحيطة (هلامة جافة) <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إعداد العينات غسلها لتجفيف ظل الظروف المحيطة عن طريق تبادل O المذيبات H 2 مع الأسيتون. إزالة عينة من حمام الماء ومكان في حمام يحتوي على الأسيتون نظيفة. استبدال مع الأسيتون الطازجة مرتين أكثر في فترات 12 ساعة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع عينات تبادل الأسيتون على سطح نظيف (على سبيل المثال، كتلة تفلون). إلى إبطاء معدل تبخر المذيبات لمنع تصدع وتقلص متفاوتة، وتغطي عينة مع كوب مقلوب من حجم كاف لتوفير الكثير من هيئة التعليم العاليدي سبيس. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> السماح مذيب لتتبخر ل(24-72 ساعة). </li></ol></li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تفحيم <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> أداء الكربنة من الرغاوي المجففة في 1050 درجة مئوية تحت N 2 الغلاف الجوي. المنحدر من RT بمعدل 5 ° C / دقيقة، وعقد في 1050 درجة مئوية لمدة 3 ساعات. لاحظ أنه قد تحتاج عينات رقيقة إلى وضعها بين ورقتين من الورق الغرافيت (أو درجة حرارة أخرى مستقرة المواد، غير المتفاعلة) مع الوزن على رأس لمنع الشباك و &quot;التقطيع البطاطا&quot;. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تفعيل <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تفعيل جزءا AARF رغوة الكربون (2 سم × 3 سم × 4 مم، 1.2 غرام) لتوليد 3D nanographene (3D-NG) تحت تتدفق CO 2 (10 SCCM) في 950 درجة مئوية لمدة 5 ساعة 7 </li></ol></li></ol> 2. الجرافين أكسيد الجرافين المشتقة جمعيات الكلية <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> NH 4 OH المحفزة GO التجمع <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> في 40 مل التلألؤ القارورة، إضافة الماء منزوع الأيونات (20 مل) 400 ملغ طبقة واحدة الجرافين OXIDه (GO، 300-800 نانومتر القطر). تفريق بدقة باستخدام حمام بالموجات فوق الصوتية (الصوتية السلطة 90 W، تردد 40 كيلوهرتز) O / N. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إضافة المركزة NH 4 OH الحل (0.211 مل لكل ز GO تعليق). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> نقل في قوالب الزجاج التي يمكن أن تكون مختومة محكم (على سبيل المثال، قارورة أو الزجاج الشرائح التي تكون مفصولة طوقا السيليكون الذي يحدد شكل الجزء الصلب الناتج). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع قوالب مختومة إلى الفرن 80 ° C وعلاج لمدة 72 ساعة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بعد المعالجة، وإزالة كتل صلبة من العفن الزجاج ويغسل بالماء لإزالة بقايا المواد الأولية غير المتفاعلة ومحفز. عادة تنفيذ 3 × 12 يغسل ساعة مع DI جديدة H 2 O. والمواد هي الآن جاهزة للتجفيف. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تجفيف <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> فوق الحرجة CO 2 <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إعداد العينات غسلها لتجفيف مع CO 2 فوق الحرجة عن طريق تبادل O المذيبات H 2 مع الأسيتون. إزالة عينة من حمام الماء ومكان في الحمام المشتركntaining الأسيتون نظيفة. استبدال مع الأسيتون الطازجة مرتين أكثر في فترات 12 ساعة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> عينات تبادل الأسيتون الحمل في جهاز تجفيف فوق الحرجة، مليئة الأسيتون ومع تعميم المبرد في 12-15 درجة مئوية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ختم مجفف فوق الحرجة وتبادل مع CO 2 السائل حتى لا يبقى الأسيتون (4-24 ساعة تبعا لحجم العينة، والكثافة، المسام التشكل، وما إلى ذلك). يشار الصرف الكامل من جانب وقف يقطر الأسيتون في صمام العادم من الصحون فوق الحرجة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> اغلاق CO 2 العرض ورفع درجة حرارة سائل التبريد المتداولة إلى 55 درجة مئوية، مع الحفاظ على الضغط في مجفف فوق الحرجة بين 1،200-1،600 رطل (80-110 بار). عقد في 55 درجة مئوية لمدة 1 ساعة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تنفيس ببطء CO 2 (2-12 ساعة) مع الحفاظ على درجة حرارة تعميم المبرد في 55 ° C. إزالة العينات. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تجفيف المحيطة (هلامة جافة) لاحظ أنه قد تحتاج عينات رقيقة لتوضع بينورقتين من تفلون (أو غيرها من المواد غير لاصقة) مع الوزن على رأس لمنع الشباك و &quot;التقطيع البطاطا&quot;. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إعداد العينات غسلها لتجفيف ظل الظروف المحيطة عن طريق تبادل O المذيبات H 2 مع الأسيتون. إزالة عينة من حمام الماء ومكان في حمام يحتوي على الأسيتون نظيفة. استبدال مع الأسيتون الطازجة مرتين أكثر في فترات 12 ساعة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع عينات تبادل الأسيتون على سطح نظيف (على سبيل المثال، كتلة تفلون). إلى إبطاء معدل تبخر المذيبات لمنع تصدع وغير متكافئ تقلص، وتغطي عينة مع كوب مقلوب من حجم كاف لتوفير الكثير من فراغ الرأس. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> السماح مذيب لتتبخر ل(24-72 ساعة). </li></ol></li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تفحيم <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> أداء الكربنة من الرغاوي المجففة في 1050 درجة مئوية تحت N 2 الغلاف الجوي. المنحدر من RT بمعدل 5 ° C / دقيقة، وعقد في 1050 درجة مئوية لمدة 3 ساعات. لاحظ أنه قد تحتاج عينات رقيقة لتوضع بإلى صف ورقتين من الورق الغرافيت (أو درجة حرارة أخرى مستقرة المواد، غير المتفاعلة) مع الوزن على رأس لمنع الشباك و &quot;التقطيع البطاطا&quot;. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> يصلب الحراري لالبلورية العالية GMA. أداء الصلب الحرارية الإضافية الرغاوي متفحمة في درجات حرارة تصل إلى 2500 درجة مئوية تحت والغلاف الجوي. المنحدر من RT بمعدل 100 ° C / دقيقة، وعقد في درجة حرارة مرتفعة لمدة 1 ساعة. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بعد الكربنة functionalization <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> غير التساهمية أنثراكوينون functionalization (AQ-GMA) <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إعداد محلول 3 ملم من أنثراكوينون (AQ) في ETOH الجاف. الحرارة في قارورة مغلقة في 75 ° C لضمان حل كامل. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إضافة حل AQ الساخن لعينة GMA (~ 2 مل / ملغ من العينة). نقع في قارورة مغلقة لمدة 2 ساعة على 75 درجة مئوية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إزالة حل AQ الزائدة من قارورة والسماح عينة لتجف في 75 ° CO / N (قنينة سقف قبالة). </li></ol></li></ol></li></ol>

<ol>
	<li>Novoselov, K. S., Geim, A. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electric+field+effect+in+atomically+thin+carbon+films.">Electric field effect in atomically thin carbon films.</a> Science. 306 (5696), 666-669 (2004).</li><li>Geim, A. K., Novoselov, K. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+rise+of+graphene.">The rise of graphene.</a> Nat Mater. 6 (3), 183-191 (2007).</li><li>Li, D., Kaner, R. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Materials+science.+Graphene-based+materials.">Materials science. Graphene-based materials.</a> Science. 320 (5880), 1170-1171 (2008).</li><li>Allen, M. J., Tung, V. C., Kaner, R. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Honeycomb+carbon:+a+review+of+graphene.">Honeycomb carbon: a review of graphene.</a> Chem. Rev. 110 (1), 132-145 (2010).</li><li>Nardecchia, S., Carriazo, D., Ferrer, M. L., Guti&#233;rrez, M. C., del Monte, ., F, <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Three+dimensional+macroporous+architectures+and+aerogels+built+of+carbon+nanotubes+and/or+graphene:+synthesis+and+applications.">Three dimensional macroporous architectures and aerogels built of carbon nanotubes and/or graphene: synthesis and applications.</a> Chem. Soc. Rev.. 42 (2), 794-830 (2013).</li><li>Pekala, R. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Organic+aerogels+from+the+polycondensation+of+resorcinol+with+formaldehyde.">Organic aerogels from the polycondensation of resorcinol with formaldehyde.</a> J. Mater. Sci. 24 (9), 3221-3227 (1989).</li><li>Biener, J., Dasgupta, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Macroscopic+3D+nanographene+with+dynamically+tunable+bulk+properties.">Macroscopic 3D nanographene with dynamically tunable bulk properties.</a> Adv. Mater. 24 (37), 5083-5087 (2012).</li><li>Worsley, M. A., Olson, T. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High+Surface+Area,+sp+2-Cross-Linked+Three-Dimensional+Graphene+Monoliths.">High Surface Area, sp 2-Cross-Linked Three-Dimensional Graphene Monoliths.</a> J Phys. Chem. Lett. 2 (8), 921-925 (2011).</li><li>Worsley, M. A., Kucheyev, S. O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanically+robust+3D+graphene+macroassembly+with+high+surface+area.">Mechanically robust 3D graphene macroassembly with high surface area.</a> Chem Commun. 48 (67), 8428-8430 (2012).</li><li>Biener, J., Stadermann, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Advanced+carbon+aerogels+for+energy+applications.">Advanced carbon aerogels for energy applications.</a> Energ. Environ. Sci. 4 (3), 656-667 (2011).</li><li>Worsley, M. A., Kucheyev, S. O., Satcher, J. H., Hamza, A. V., Baumann, T. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanically+robust+and+electrically+conductive+carbon+nanotube+foams.">Mechanically robust and electrically conductive carbon nanotube foams.</a> Appl. Phys. Lett. 94 (7), 073115 (2009).</li><li>Worsley, M. A., Pauzauskie, P. J., Olson, T. Y., Biener, J., Satcher, J. H., Baumann, T. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+of+graphene+aerogel+with+high+electrical+conductivity.">Synthesis of graphene aerogel with high electrical conductivity.</a> J. Am. Chem. Soc. 132 (40), 14067-14069 (2010).</li><li>Fu, R., Baumann, T. F., Cronin, S., Dresselhaus, G., Dresselhaus, M. S., Satcher, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Formation+of+Graphitic+Structures+in+Cobalt-+and+Nickel-Doped+Carbon+Aerogels.">Formation of Graphitic Structures in Cobalt- and Nickel-Doped Carbon Aerogels.</a> Langmuir. 21 (7), 2647-2651 (2005).</li><li>Worsley, M. A., Pham, T. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+and+Characterization+of+Highly+Crystalline+Graphene+Aerogels.">Synthesis and Characterization of Highly Crystalline Graphene Aerogels.</a> ACS Nano. 8 (10), 11013-11022 (2014).</li><li>Campbell, P. G., Merrill, M. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Battery/supercapacitor+hybrid+via+non-covalent+functionalization+of+graphene+macro-assemblies.">Battery/supercapacitor hybrid via non-covalent functionalization of graphene macro-assemblies.</a> J. Mater. Chem. A. 2, 17764-17770 (2014).</li><li>Worsley, M. A., Charnvanichborikarn, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Toward+Macroscale,+Isotropic+Carbons+with+Graphene-Sheet-Like+Electrical+and+Mechanical+Properties.">Toward Macroscale, Isotropic Carbons with Graphene-Sheet-Like Electrical and Mechanical Properties.</a> Adv. Funct. Mater. 24 (27), 4259-4264 (2014).</li><li>Baumann, T. F., Worsley, M. A., Han, T. Y. -. J., Satcher, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High+surface+area+carbon+aerogel+monoliths+with+hierarchical+porosity.">High surface area carbon aerogel monoliths with hierarchical porosity.</a> J. Non-Cryst. Solids. 354 (29), 3513-3515 (2008).</li><li>Baumann, T. F., Satcher, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Template-directed+synthesis+of+periodic+macroporous+organic+and+carbon+aerogels.">Template-directed synthesis of periodic macroporous organic and carbon aerogels.</a> J. Non-Cryst. Solids. 350, 120-125 (2004).</li><li>Braff, W. A., Bazant, M. Z., Buie, C. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Membrane-less+hydrogen+bromine+flow+battery.">Membrane-less hydrogen bromine flow battery.</a> Nat. Comms. 4, 1-6 (2013).</li><li>Zhu, C., Han, T. Y., Duoss, E. B., Golobic, A. M., Kuntz, J. D., Spadaccini, C. M., Worsley, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Highly+compressible+3D+periodic+graphene+aerogel+microlattices.">Highly compressible 3D periodic graphene aerogel microlattices.</a> Nat Comms. 6, (2015).</li><li>Worsley, M. A., Shin, S. J., Merrill, M. D., Lenhardt, J., Nelson, A. J., Woo, L. Y., Gash, A. E., Baumann, T. F., Orme, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultra-Low+Density,+Monolithic+WS2,+MoS2,+and+MoS2+Graphene+Aerogels.">Ultra-Low Density, Monolithic WS2, MoS2, and MoS2 Graphene Aerogels.</a> ACS Nano. 9 (5), 4698-4705 (2015).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

<html> ومن المهم أن نلاحظ أن الإجراءات المبينة هنا هي الممثل الوحيد. العديد من التعديلات الممكنة على المواد لحن لتطبيق معين. على سبيل المثال، تتراوح تركيزات مادة أولية، مع الحفاظ الريسورسنول / الفورمالديهايد (RF) نسبة ثابتة، يمكن أن يكون لها تأثير على كثافة المواد النهائ?...

منذ عزل الجرافين في عام 2004، أدى 1 اهتمام في تسخير الخصائص الفريدة لجهود مكثفة موجهة نحو تجميع الجرافين إلى هياكل متجانسة ثلاثية الأبعاد التي تحتفظ خصائص صحائف الجرافين الفردية. تعرقلت 2-5 هذه الجهود حقيقة أن الجرافين نفسها مكلفة وتستغرق وقتا طويلا لإنتاج ويميل إلى تجميع في الحل، مما يحد من قابلية المواد التي تقوم على اللبنات الجرافين. بالإضافة إلى ذلك، وعادة ما تتألف مجالس الجرافين من التفاعلات الجسدية عبر ربط (على سبيل المثال، القوات الجدران فان دير) بين صحائف الجرافين الفردية، التي هي أقل موصل قوي ميكانيكيا من السندات عبر الروابط الكيميائية بكثير و. وقد شاركت مختبر لورانس ليفرمور الوطني في تطوير الرواية التي يسهل اختراقها، ومواد الكربون المنخفض الكثافة منذ 1980s. وقد تم تحديد 6 عدة استراتيجيات لافتعال كتلة-الم Ùcible القائم على الجرافين المواد السائبة متجانسة من كلا منخفضة التكلفة المشتقة من البوليمر الرغاوي الكربون، والتي تسمى aerogels الجرافين (غاز)، 7 فضلا عن مباشرة عبر ربط أكسيد الجرافين (GO) ورقة، والتي تسمى الجرافين الاقتصاد الكلي التجمعات (غماس). 8،9 هذه المواد السائبة مساحة عالية جدا لها التوصيلات الكهربائية والحرارية العالية، قوة ميكانيكية استثنائية ومرونة، والأشكال التضاريسية الانضباطي المسام. وقد وجدت الغاز وغماس فائدة في العديد من التطبيقات بما في ذلك المواد الكهربائي في المكثفات الفائقة والبطاريات القابلة لإعادة الشحن، ويدعم حافزا المتقدمة، الماصة، والعزل الحراري، وأجهزة الاستشعار، وتحلية المياه. 10 توليف aerogels الجرافين يبدأ مع سول-جل البلمرة من محلول مائي من الريسورسنول والفورمالديهايد لتوليد المواد الهلامية العضوية عالية عبر ربط. تغسل هذه المواد الهلامية بالماء والأسيتون، ثم تجفف باستخدام ثاني أكسيد الكربون فوق الحرج 2 وpyrolyzed في أناجو nert لإعطاء aerogels الكربون مع مساحة منخفضة نسبيا، وحجم المسام. يتم تنشيط aerogels الكربون عن طريق إزالة رقابة من ذرات الكربون تحت ظروف المؤكسدة خفيفة (على سبيل المثال، CO 2) لتشكيل المواد عبر ربط تتألف من كل من الكربون والجرافيت متبلور nanoplatelets، مع مساحة سطح أكبر والتشكل المسام المفتوحة. 7 وهناك ميزة فريدة من التوليف سول هلام هو أنه لا يمكن أن تكون ملفقة الغاز في مجموعة متنوعة من الأشكال، بما في ذلك كتل والأغشية الرقيقة، اعتمادا على احتياجات التطبيق. أنابيب الكربون النانوية 11 و / أو صحائف الجرافين 12 يمكن إدماج الغاز بما في ذلك تلك الإضافات في حل السلائف سول-جل. وهذا يولد هياكل المركب الذي يصبح المضافة جزءا من بنية الشبكة الكربون الأساسي. بالإضافة إلى ذلك، يمكن functionalized إطار GA بعد تفحيم / التنشيط سواء عن طريق تعديل سطح ايروجيل أو من خلال ترسب المواد،على سبيل المثال حافزا النانوية، على هيكل الإطار. 13 يتم إعداد الجرافين-المجالس الكلي (غماس) من خلال مباشرة عبر ربط أكسيد علقت الجرافين (GO) ورقة، والاستفادة من وظائف الكيميائية الكامنة. 9 أوراق GO تحتوي على مجموعة متنوعة من المجموعات الوظيفية، بما في ذلك إيبوكسيد والأنصاف هيدروكسيد، التي يمكن أن تكون بمثابة عبر ربط المواقع الكيميائية. كما هو الحال في إعداد GA، وتجميعها غماس يتم تجفيفها supercritically للحفاظ على شبكة مسامية، ثم pyrolized للحد من الكيميائية وصلات العبور إلى الجسور الموصلة الكربون التي تقدم الدعم الهيكلي للجمعية. بسبب الجسور الكربون التساهمية بين صحائف الجرافين، غماس ديك التوصيلات الكهربائية والميكانيكية صلابة التي هي أوامر من حجم أعلى من المجالس الجرافين شكلت مع الجسدي عبر ربط. بالإضافة إلى ذلك، غماس دينا مساحات تقترب من القيمة النظرية ورقة الجرافين واحدة. ر الحراري بعد الاصطناعيةreatment في درجات حرارة مرتفعة (&gt; 1050 ° C) يمكن أن تحسن بشكل كبير من التبلور من غماس، مما يؤدي التوصيلات إلى أعلى حتى والرجوعية الشباب وكذلك مقاومة التأكسد بشكل أفضل الحرارية. العلاج الكيميائي 14 آخر الاصطناعية من غماس مع الأكسدة الفعالة الجزيئات العضوية مثل أنثراكوينون يمكن أن تعزز قدرة تخزين تهمة في supercapacitor تطبيقات 15 خصائص المواد الانضباطي الغاز وغماس هي، في جزء منه، نتيجة لاختلاف بعناية الظروف الاصطناعية مثل كاشف ومحفز تركيزات، والوقت علاج ودرجة الحرارة وظروف التجفيف، وعمليات تفحيم / التنشيط. ويهدف 16 هذا البروتوكول فيديو تفصيلي لحل الغموض في الأساليب المنشورة، وتوجيه الباحثين محاولة لإعادة إنتاج المواد والظروف.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Single Layer Graphene Oxide</td>
			<td>Cheap Tubes</td>
			<td>n/a</td>
			<td>300-800nm XY dimensions</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>single wall carbon nano tubes (SWCNTs)</td>
			<td>Carbon Solutions</td>
			<td>P2-SWNT</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>resorcinol</td>
			<td>aldrich</td>
			<td>398047-500G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>37% formaldehyde solution in water</td>
			<td>aldrich</td>
			<td>252549</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>acetic acid</td>
			<td>aldrich</td>
			<td>320099</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ammonium hydroxide solution 28-30% NH3 basis</td>
			<td>aldrich</td>
			<td>320145</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>sodium carbonate</td>
			<td>aldrich</td>
			<td>791768</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>anthraquinone</td>
			<td>aldrich</td>
			<td>a90004</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polaron supercritical dryer</td>
			<td>Electron Microscopy Sciences</td>
			<td>EMS 3100</td>
			<td>this is a representative model, any critical point dryer compatible with acetone should work</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

synthesis and functionalization of 3d nano-graphene materials: graphene aerogels and graphene macro assemblies

تعرقلت جهود لتجميع الجرافين في هياكل متجانسة ثلاثية الأبعاد من التكلفة العالية والفقيرة للتجهيز من الجرافين. بالإضافة إلى ذلك، فإن معظم التقارير وتعقد المجالس الجرافين معا من خلال التفاعلات الفيزيائية (على سبيل المثال، فان دير فال القوات) بدلا من الروابط الكيميائية، التي تحد من قوتها الميكانيكية والتوصيل. هذا الفيديو تفاصيل طريقة تم تطويرها مؤخرا استراتيجيات لافتعال، المواد السائبة القائم على الجرافين الكتلة producible المستمدة من أي الرغاوي البوليمر أو واحد أكسيد طبقة الجرافين. وتتكون هذه المواد أساسا من صحائف الجرافين الفردية على اتصال من خلال linkers الكربون مرتبطة تساهميا. أنها تحافظ على خصائص مواتية من الجرافين مثل مساحة عالية وعالية التوصيل الكهربائي والحراري، جنبا إلى جنب مع الانضباطي التشكل المسام وقوة ميكانيكية استثنائية ومرونة. هذه الطريقة الاصطناعية مرنة يمكن أن تمتد إلى تصنيع أنابيب البوليمر / الكربون (CNT) لد البوليمر / أكسيد الجرافين (GO) المواد المركبة. وعلاوة على ذلك، وصفت functionalization آخر الاصطناعية إضافي مع أنثراكوينون، والتي تمكن زيادة كبيرة في الأداء تخزين تهمة في supercapacitor تطبيقات.

يمكن تتبع تطور التكوين المادي والتشكل خلال تلفيق بطرق مختلفة بما في ذلك حيود الأشعة السينية، رامان الطيفي وNMR، المجهر الإلكتروني، وporosimetry. على سبيل المثال، في التوليف، الانحلال الحراري، وCO 2 تفعيل الغاز، وأعقب التحويل عن طريق حيود الأشعة السينية (XRD) (الشكل ...

Watch this Scientific Journal Video about Synthesis and Functionalization of 3D Nano-graphene Materials: Graphene Aerogels and Graphene Macro Assemblies at JoVE.com

Synthesis and Functionalization of 3D Nano-graphene Materials: Graphene Aerogels and Graphene Macro Assemblies

This video method describes the synthesis of high surface area, monolithic 3D graphene-based materials derived from polymer precursors as well as single layer graphene oxide.

التوليف وFunctionalization من 3D مواد النانو الجرافين: الجرافين Aerogels والجرافين جمعيات الكلية

Efforts to assemble graphene into three-dimensional monolithic structures have been hampered by the high cost and poor processability of graphene. ...

synthesis-functionalization-3d-nano-graphene-materials-graphene

Research

JoVE Journal

Engineering

14.0K Views.  Lawrence Livermore National Laboratory. This video method describes the synthesis of high surface area, monolithic 3D graphene-based materials derived from polymer precursors as well as single layer graphene oxide.

Video: Synthesis and Functionalization of 3D Nano-graphene Materials: Graphene Aerogels and Graphene Macro Assemblies

Synthesis and Functionalization of Nitrogen-doped Carbon Nanotube Cups with Gold Nanoparticles as Cork Stoppers

Nitrogen-doped carbon nanotubes consist of many cup-shaped graphitic compartments termed as nitrogen-doped carbon nanotube cups (NCNCs). These as-synthesized graphitic nanocups from chemical vapor deposition (CVD) method were stacked in a head-to-tail fashion held only through noncovalent interactions. Individual NCNCs can be isolated out of their stacking structure through a series of chemical and physical separation processes. First, as-synthesized NCNCs were oxidized in a mixture of strong acids to introduce oxygen-containing defects on the graphitic walls. The oxidized NCNCs were then processed using high-intensity probe-tip sonication which effectively separated the stacked NCNCs into individual graphitic nanocups. Owing to their abundant oxygen and nitrogen surface functionalities, the resulted individual NCNCs are highly hydrophilic and can be effectively functionalized with gold nanoparticles (GNPs), which preferentially fit in the opening of the cups as cork stoppers. These graphitic nanocups corked with GNPs may find promising applications as nanoscale containers and drug carriers.

We discussed the synthesis of individual graphitic nanocups using a series of techniques including chemical vapor deposition, acid oxidation and probe-tip sonication. By citrate reduction of HAuCl4, the graphitic nanocups were effectively corked with gold nanoparticles due to the chemically reactive edges of the cups.

التوليف وFunctionalization من النيتروجين مخدر الكؤوس الأنابيب الجزيئية الكربونية مع جزيئات الذهب كما سدادات الفلين

Nitrogen-doped carbon  nanotubes consist of many cup-shaped graphitic compartments termed as  nitrogen-doped carbon nanotube cups (NCNCs).  These ...

Development of a 3D Graphene Electrode Dielectrophoretic Device

The design and fabrication of a novel 3D electrode microdevice using 50 &#181;m thick graphene paper and 100 &#181;m double sided tape is described. The protocol details the procedures to construct a versatile, reusable, multiple layer, laminated dielectrophoresis chamber. Specifically, six layers of 50 &#181;m x&#160;0.7 cm x&#160;2 cm graphene paper and five layers of double sided tape were alternately stacked together, then clamped to a glass slide. Then a 700 &#956;m diameter micro-well was drilled through the laminated structure using a computer-controlled micro drilling machine. Insulating properties of the tape layer between adjacent graphene layers were assured by resistance tests. Silver conductive epoxy connected alternate layers of graphene paper and formed stable connections between the graphene paper and external copper wire electrodes. The finished device was then clamped and sealed to a glass slide. The electric field gradient was modeled within the multi-layer device. Dielectrophoretic behaviors of 6 &#956;m polystyrene beads were demonstrated in the 1 mm deep micro-well, with medium conductivities ranging from 0.0001 S/m to 1.3 S/m, and applied signal frequencies from 100 Hz to 10 MHz. Negative dielectrophoretic responses were observed in three dimensions over most of the conductivity-frequency space and cross-over frequency values are consistent with previously reported literature values. The device did not prevent AC electroosmosis and electrothermal flows, which occurred in the low and high frequency regions, respectively. The graphene paper utilized in this device is versatile and could subsequently function as a biosensor after dielectrophoretic characterizations are complete.

A microdevice with high throughput potential is used to demonstrate three-dimensional (3D) dielectrophoresis (DEP) with novel materials. Graphene nanoplatelet paper and double sided tape were alternately stacked; a 700 &#956;m micro-well was drilled transverse to the layers. DEP behavior of polystyrene beads was demonstrated in the micro-well.

تطوير جهاز 3D الجرافين الكهربائي Dielectrophoretic

The design and fabrication of a novel 3D electrode microdevice using 50 &#181;m thick graphene paper and 100 &#181;m double sided tape is described. The ...

Fabrication of Gate-tunable Graphene Devices for Scanning Tunneling Microscopy Studies with Coulomb Impurities

Owing to its relativistic low-energy charge carriers, the interaction between graphene and various impurities leads to a wealth of new physics and degrees of freedom to control electronic devices. In particular, the behavior of graphene&#8217;s charge carriers in response to potentials from charged Coulomb impurities is predicted to differ significantly from that of most materials. Scanning tunneling microscopy (STM) and scanning tunneling spectroscopy (STS) can provide detailed information on both the spatial and energy dependence of graphene&#39;s electronic structure in the presence of a charged impurity.&#160;The design of a hybrid impurity-graphene device, fabricated using controlled deposition of impurities onto a back-gated graphene surface, has enabled several novel methods for controllably tuning graphene&#8217;s electronic properties.1-8 Electrostatic gating enables control of the charge carrier density in graphene and the ability to reversibly tune the charge2 and/or molecular5 states of an impurity. This paper outlines the process of fabricating a gate-tunable graphene device decorated with individual Coulomb impurities for combined STM/STS studies.2-5 These studies provide valuable insights into the underlying physics, as well as signposts for designing hybrid graphene devices.

This paper details the fabrication process of a gate-tunable graphene device, decorated with Coulomb impurities for scanning tunneling microscopy studies. Mapping the spatially dependent electronic structure of graphene in the presence of charged impurities unveils the unique behavior of its relativistic charge carriers in response to a local Coulomb potential.

تلفيق بوابة الانضباطي الجرافين أجهزة لمسح حفر نفق المجهر الدراسات مع كولوم الشوائب

Owing to its relativistic low-energy charge carriers, the interaction between graphene and various impurities leads to a wealth of new physics and degrees ...

Visible-light Induced Reduction of Graphene Oxide Using Plasmonic Nanoparticle

Present work demonstrates the simple, chemical free, fast, and energy efficient method to produce reduced graphene oxide (r-GO) solution at RT using visible light irradiation with plasmonic nanoparticles. The plasmonic nanoparticle is used to improve the reduction efficiency of GO. It only takes 30 min&#160;at RT by illuminating the solutions with Xe-lamp, the r-GO solutions can be obtained by completely removing gold nanoparticles through simple centrifugation step. The spherical gold nanoparticles (AuNPs) as compared to the other nanostructures is the most suitable plasmonic nanostructure for r-GO preparation. The reduced graphene oxide prepared using visible light and AuNPs was equally qualitative as chemically reduced graphene oxide, which was supported by various analytical techniques such as UV-Vis spectroscopy, Raman spectroscopy, powder XRD and XPS. The reduced graphene oxide prepared with visible light shows excellent quenching properties over the fluorescent molecules modified on ssDNA and excellent fluorescence recovery for target DNA detection. The r-GO prepared by recycled AuNPs is found to be of same quality with that of chemically reduced r-GO. The use of visible light with plasmonic nanoparticle demonstrates the good alternative method for r-GO synthesis.

A simple protocol for the preparation of reduced graphene oxide using visible light and plasmonic nanoparticle is described.

الضوء المرئي لحد المستحثة من الجرافين أكسيد طريق Plasmonic جسيمات متناهية الصغر

Present work demonstrates the simple, chemical free, fast, and energy efficient method to produce reduced graphene oxide (r-GO) solution at RT using ...

Iridium Oxide-reduced Graphene Oxide Nanohybrid Thin Film Modified Screen-printed Electrodes as Disposable Electrochemical Paper Microfluidic pH Sensors

A facile, controllable, inexpensive and green electrochemical synthesis of IrO2-graphene nanohybrid thin films is developed to fabricate an easy-to-use integrated paper microfluidic electrochemical pH sensor for resource-limited settings. Taking advantages from both pH meters and strips, the pH sensing platform is composed of hydrophobic barrier-patterned paper micropad (&#181;PAD) using polydimethylsiloxane (PDMS), screen-printed electrode (SPE) modified with IrO2-graphene films and molded acrylonitrile butadiene styrene (ABS) plastic holder. Repetitive cathodic potential cycling was employed for graphene oxide (GO) reduction which can completely remove electrochemically unstable oxygenated groups and generate a 2D defect-free homogeneous graphene thin film with excellent stability and electronic properties. A uniform and smooth IrO2 film in nanoscale grain size is anodically electrodeposited onto the graphene film, without any observable cracks. The resulting IrO2-RGO electrode showed slightly super-Nernstian responses from pH 2-12 in Britton-Robinson (B-R) buffers with good linearity, small hysteresis, low response time and reproducibility in different buffers, as well as low sensitivities to different interfering ionic species and dissolved oxygen. A simple portable digital pH meter is fabricated, whose signal is measured with a multimeter, using high input-impedance operational amplifier and consumer batteries. The pH values measured with the portable electrochemical paper-microfluidic pH sensors were consistent with those measured using a commercial laboratory pH meter with a glass electrode.

The study demonstrates the growth of iridium oxide-reduced graphene oxide (IrO2-RGO) nanohybrid thin films on irregular and rough screen-printed carbon substrate through a green electrochemical synthesis, and their implementation as a pH sensor with a patterned paper-fluidic platform.

الجرافين أكسيد Nanohybrid رقيقة التعديل أقطاب شاشة مطبوعة-خفض أكسيد إيريديوم كما يمكن التخلص منها ورقة الكهروكيميائية ميكروفلويديك درجة الحموضة مجسات

A facile, controllable, inexpensive and green electrochemical synthesis of IrO2-graphene nanohybrid thin films is developed to fabricate an easy-to-use ...

Preparation of ZnO Nanorod/Graphene/ZnO Nanorod Epitaxial Double Heterostructure for Piezoelectrical Nanogenerator by Using Preheating Hydrothermal

Well-aligned ZnO nanostructures have been intensively studied over the last decade for remarkable physical properties and enormous applications. Here, we describe a one-step fabrication technique to synthesis freestanding ZnO nanorod/graphene/ZnO nanorod double heterostructure. The preparation of the double heterostructure is performed by using thermal chemical vapor deposition (CVD) and preheating hydrothermal technique. In addition, the morphological properties were characterized by using the scanning electron microscopy (SEM). The utility of freestanding double heterostructure is demonstrated by fabricating the piezoelectric nanogenerator. The electrical output is improved up to 200% compared to that of a single heterostructure owing to the coupling effect of the piezoelectricity between the arrays of ZnO nanorods on the top and bottom of graphene. This unique double heterostructure have a tremendous potential for applications of electrical and optoelectrical devices where the high number density and specific surface area of nanorod are needed, such as pressure sensor, immuno-biosensor and dye-sensitized solar cells.

One-step fabrication method for obtaining freestanding epitaxial double heterostructure is presented. This approach could achieve ZnO coverage with a higher number density than that of the epitaxial single heterostructure, leading to a piezoelectric nanogenerator with an increased output electrical performance.

إعداد أكسيد الزنك Nanorod / الجرافين / أكسيد الزنك Nanorod الفوقي Heterostructure مزدوجة لPiezoelectrical Nanogenerator باستخدام التسخين الحرارية المائية

Well-aligned ZnO nanostructures have been intensively studied over the last decade for remarkable physical properties and enormous applications. Here, we ...

Strain Sensing Based on Multiscale Composite Materials Reinforced with Graphene Nanoplatelets

The electrical response of NH2-functionalized graphene nanoplatelets composite materials under strain was studied. Two different manufacturing methods are proposed to create the electrical network in this work: (a) the incorporation of the nanoplatelets into the epoxy matrix and (b) the coating of the glass fabric with a sizing filled with the same nanoplatelets. Both types of multiscale composite materials, with an in-plane electrical conductivity of ~10-3 S/m, showed an exponential growth of the electrical resistance as the strain increases due to distancing between adjacent functionalized graphene nanoplatelets and contact loss between overlying ones. The sensitivity of the materials analyzed during this research, using the described procedures, has been shown to be higher than commercially available strain gauges. The proposed procedures for self-sensing of the structural composite material would facilitate the structural health monitoring of components in difficult to access emplacements such as offshore wind power farms. Although the sensitivity of the multiscale composite materials was considerably higher than the sensitivity of metallic foils used as strain gauges, the value reached with NH2 functionalized graphene nanoplatelets coated fabrics was nearly an order of magnitude superior. This result elucidated their potential to be used as smart fabrics to monitor human movements such as bending of fingers or knees. By using the proposed method, the smart fabric could immediately detect the bending and recover instantly. This fact permits precise monitoring of the time of bending as well as the degree of bending.

The integration of conductive nanoparticles, such as graphene nanoplatelets, into glass fiber composite materials creates an intrinsic electrical network susceptible to strain. Here, different methods to obtain strain sensors based on the addition of graphene nanoplatelets into the epoxy matrix or as a coating on glass fabrics are proposed.

سلالة الاستشعار استنادا متعددة النطاقات المواد المركبة مسلح مع الجرافين Nanoplatelets

The electrical response of NH2-functionalized graphene nanoplatelets composite materials under strain was studied. Two different manufacturing methods are ...

Atmospheric Pressure Fabrication of Large-Sized Single-Layer Rectangular SnSe Flakes

Tin selenide (SnSe) belongs to the family of layered metal chalcogenide materials with a buckled structure like phosphorene, and has shown potential for applications in two-dimensional nanoelectronics devices. Although many methods to synthesize SnSe nanocrystals have been developed, a simple way to fabricate large-sized single-layer SnSe flakes remains a great challenge. Herein, we show the experimental method to directly grow large-sized single-layer rectangular SnSe flakes on commonly used SiO2/Si insulating substrates using a straightforward two-step fabrication method in an atmospheric pressure quartz tube furnace system. The single-layer rectangular SnSe flakes with an average thickness of ~6.8 &#197; and lateral dimensions of about 30 &#181;m &#215; 50 &#181;m were fabricated by a combination of vapor transport deposition technique and nitrogen etching route. We characterized the morphology, microstructure, and electrical properties of the rectangular SnSe flakes and obtained excellent crystallinity and good electronic properties. This article about the two-step fabrication method can help researchers grow other similar two-dimensional, large-sized, single-layer materials using an atmospheric pressure system.

A protocol is presented demonstrating a two-step fabrication technique to grow large-sized single-layer rectangular shaped SnSe flakes on low-cost SiO2/Si dielectrics wafers in an atmospheric pressure quartz tube furnace system.

الضغط الجوي تصنيع رقائق سنسي مستطيلة طبقة واحدة كبيرة الحجم

Tin selenide (SnSe) belongs to the family of layered metal chalcogenide materials with a buckled structure like phosphorene, and has shown potential for ...

Bulk and Thin Film Synthesis of Compositionally Variant Entropy-stabilized Oxides

Here, we present a procedure for the synthesis of bulk and thin film multicomponent (Mg0.25(1-x)CoxNi0.25(1-x)Cu0.25(1-x)Zn0.25(1-x))O (Co variant) and (Mg0.25(1-x)Co0.25(1-x)Ni0.25(1-x)CuxZn0.25(1-x))O (Cu variant) entropy-stabilized oxides. Phase pure and chemically homogeneous (Mg0.25(1-x)CoxNi0.25(1-x)Cu0.25(1-x)Zn0.25(1-x))O (x = 0.20, 0.27, 0.33) and (Mg0.25(1-x)Co0.25(1-x)Ni0.25(1-x)CuxZn0.25(1-x))O (x = 0.11, 0.27) ceramic pellets are synthesized and used in the deposition of ultra-high quality, phase pure, single crystalline thin films of the target stoichiometry. A detailed methodology for the deposition of smooth, chemically homogeneous, entropy-stabilized oxide thin films by pulsed laser deposition on (001)-oriented MgO substrates is described. The phase and crystallinity of bulk and thin film materials are confirmed using X-ray diffraction. Composition and chemical homogeneity are confirmed by X-ray photoelectron spectroscopy and energy dispersive X-ray spectroscopy. The surface topography of thin films is measured with scanning probe microscopy. The synthesis of high quality, single crystalline, entropy-stabilized oxide thin films enables the study of interface, size, strain, and disorder effects on the properties in this new class of highly disordered oxide materials.

The synthesis of high quality bulk and thin film (Mg0.25(1-x)CoxNi0.25(1-x)Cu0.25(1-x)Zn0.25(1-x))O and (Mg0.25(1-x)Co0.25(1-x)Ni0.25(1-x)CuxZn0.25(1-x))O entropy-stabilized oxides is presented.

السائبة وتوليف رقيقة أكاسيد استقرت الانتروبيا شكل تركيبي البديل

Here, we present a procedure for the synthesis of bulk and thin film multicomponent (Mg0.25(1-x)CoxNi0.25(1-x)Cu0.25(1-x)Zn0.25(1-x))O (Co variant) and ...

Fabrication of Three-Dimensional Graphene-Based Polyhedrons via Origami-Like Self-Folding

The assembly of two-dimensional (2D) graphene into three-dimensional (3D) polyhedral structures while preserving the graphene's excellent inherent properties has been of great interest for the development of novel device applications. Here, fabrication of 3D, microscale, hollow polyhedrons (cubes) consisting of a few layers of 2D graphene or graphene oxide sheets via an origami-like self-folding process is described. This method involves the use of polymer frames and hinges, and aluminum oxide/chromium protection layers that reduce tensile, spatial, and surface tension stresses on the graphene-based membranes when the 2D nets are transformed into 3D cubes. The process offers control of the size and shape of the structures as well as parallel production. In addition, this approach allows the creation of surface modifications by metal patterning on each face of the 3D cubes. Raman spectroscopy studies show the method allows the preservation of the intrinsic properties of the graphene-based membranes, demonstrating the robustness of our method.

Fabrication of Three-Dimensional Graphene-Based Polyhedrons via Origami-Like Self-Folding

Here, we present a protocol for fabrication of 3D graphene-based polyhedrons via origami-like self-folding.