地区：上海市 宝山区
关键词：上海大学
成果类型：其它
成果领域：生物与新医药
成果编号：A2021061000004528
成果描述：
| 二维石墨烯材料是构筑多功能微纳结构的理想单元。然而，石墨烯材料在光电器件、生物成像、可见光催化等领域中的应用却受到本身金属性的限制；另一方面，石墨烯微纳结构应用于高性能的储能材料如锂离子电池负极材料，电化学性质极敏感于表界面组成与结构，如何调控最佳的表界面结构及其性质存在很大挑战。该项目以突破石墨烯材料在光物理和电化学上的局限为目标，构筑了两类新颖的石墨烯微纳结构，发现了一些与表界面相关的新性质、新效应，取得了国际领先的创新研究成果，为剪裁石墨烯材料的物化性质、发展高效的光电转换材料、低毒性的生物成像试剂、高容量的能源存储材料提供了新的途径。主要发现概括如下：发现点1:宽带隙石墨烯量子点的化学制备及边态发光性质。为突破通常石墨烯材料不具有半导体特性的局限，首次报道了宽带隙石墨烯量子点新材料及其化学制备，发现了石墨烯材料的蓝、绿发光性质，提出了石墨烯边态发光机理，为设计石墨烯量子点的蓝绿发光器件提供了可能。代表性成果1被Nature出版集团作了亮点报道，为石墨烯量子点领域最受关注的一篇高质量论文。发现点2：石墨烯/半导体量子点异质结的可控制备及超快激子分离动力学。首次报道了二维石墨烯片与零维半导体量子点的新颖复合体系，发展了一步溶剂热法在单层石墨烯片上原位生长单分散半导体量子点，解决了石墨烯片层聚集以及量子点团聚长大的难题；首次在高质量石墨烯异质结上观察到激子超快分离动力学，为光电器件、可见光催化等应用提供了高质量可见光响应材料。（支撑材料:代表论文4)。发现点3:石墨烯表面结构无序化、表面电化学性质及储锂机制。首次在表面结构无序化的石墨烯材料上实现了接近于LiC<,2>可逆嵌锂的理论容量,提出了以团簇间界缺陷储锂为主导的存储机制；在无序石墨烯电极材料中也发现表界面缺陷机制增强电容储能性能的规律。。发现点4:高性能石墨烯杂化纳米结构的构筑及协同的电化学储能机制。首次报道了高性能的石墨烯/氧化物二维片片叠层负极材料和石墨烯负载碳纳米管包覆锡的二维/一维复合负极结构，解决了在结构形成和储锂过程中各组装单元的团聚、体积膨胀导致电极结构不稳定和容量衰减的难题，构建了稳定、快速的电子输运路径和锂离子扩散通道，为高容量、长寿命、低成本的锂离子电池的设计和构筑提供了新途径。同行引用及评价情况：8篇代表论文均为ESI高被引论文，他引2280次，20篇报奖论文他引3187次。代表论文1五年内被他引640次（2015年，他引200余次)，在石墨烯量子点ESI高被引论文中名列全球第二；代表论文3入选ESI热点论文及2011年中国百篇最有影响国际学术论文；多篇论文被Nature出版集团引用或亮点报道。 |
