可穿戴電子的大力發(fā)展帶來巨大的便攜式、集成式甚至與人體一體化的能源需求。近年來，可穿戴柔性納米發(fā)電機(jī)，如摩擦納米發(fā)電機(jī)，作為有效的能量轉(zhuǎn)化器件受到了研究人員的廣泛關(guān)注。但現(xiàn)有接觸—分離式摩擦納米發(fā)電機(jī)的能量轉(zhuǎn)化效率較低，同時(shí)柔性不足以及與人體相容性差等問題限制了其在可穿戴能量轉(zhuǎn)化器件上的實(shí)際應(yīng)用。目前提高摩擦電納米發(fā)電機(jī)性能的主要手段有設(shè)計(jì)納米結(jié)構(gòu)以及調(diào)節(jié)材料本身，其目的都是提高材料對之間的電子轉(zhuǎn)移效率，但這兩種途徑都帶來了較高的開發(fā)成本。壓電材料是一種能在外力作用下產(chǎn)生表面電勢的材料，其表面電勢能夠幫助或者抑制表面電子的轉(zhuǎn)移，因此將壓電材料匹配到摩擦電材料體系中，能夠有效增強(qiáng)納米發(fā)電機(jī)的能量轉(zhuǎn)化效率。中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所丁古巧課題組與陶虎課題組合作提出了基于壓電與摩擦電自匹配概念，并在上海交通大學(xué)夏小霞課題組和華山醫(yī)院毛穎課題組的緊密合作與支持下，研發(fā)了基于壓電電勢修飾摩擦電的混合納米發(fā)電機(jī)體系，發(fā)展出具有高能量轉(zhuǎn)化效率的混合納米發(fā)電機(jī)，相關(guān)結(jié)果發(fā)表在Advanced Materials（DOI:10.1002/adma.201907336）上，并被選為當(dāng)期的Front Cover。柔性壓電材料，聚偏氟乙烯（PVDF），是一種具有高壓電性能的高分子材料，被廣泛用于可穿戴壓電式納米發(fā)電機(jī)與傳感器，在外力作用下，PVDF能夠在其表面產(chǎn)生較高的壓電電勢，且能夠與摩擦電材...
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3月28日，中科院上海微系統(tǒng)所研究員、博導(dǎo)丁古巧老師云端授課，為重慶育才中學(xué)的150名同學(xué)講解了《石墨烯材料制備及應(yīng)用》。從碳材料家族形形色色的成員，到石墨烯的神奇特性；從黑色的石墨烯粉體，到透明的石墨烯薄膜；從高端的手機(jī)、汽車產(chǎn)品，到日常的供暖、烘焙。神奇的石墨烯。令同學(xué)們大開眼界、目不暇接。來源：石墨烯聯(lián)盟公眾號
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石墨烯在IGBT熱管理中的應(yīng)用技術(shù)進(jìn)展黃濤、何朋、丁古巧石墨烯材料和應(yīng)用聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所上海烯望材料科技有限公司一、IGBT熱管理前言在現(xiàn)代社會，基于功率轉(zhuǎn)化器的電力電子系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)、家庭控制和轉(zhuǎn)換電能。電力電子系統(tǒng)的廣泛使用為現(xiàn)代電動(dòng)汽車、火車、自動(dòng)化制造系統(tǒng)、發(fā)電等帶來便利和更高的能源使用效率。絕緣柵雙極晶體管(IGBT)在內(nèi)的功率半導(dǎo)體器件以其優(yōu)異的性能、低成本、高可靠性、低重量和尺寸等特點(diǎn)主導(dǎo)著功率轉(zhuǎn)換器市場。預(yù)計(jì)IGBT市場將在2014年至2020年內(nèi)蓬勃發(fā)展，到2020年全年收入在66億美元左右，在純電動(dòng)與混合動(dòng)力電動(dòng)汽車（EV/HEV）、太陽能電池/光伏可再生能源（PV）、電機(jī)驅(qū)動(dòng)（Motors）、軌道牽引（Rail）、不間斷電源（UPS）、消費(fèi)類電子產(chǎn)品等部分的復(fù)合收益年增長率達(dá)到10%（圖1）。IGBT技術(shù)的快速發(fā)展體現(xiàn)在芯片功率密度的提高、芯片的運(yùn)行速度越來越高以芯片封裝密度也越來越緊湊。通常，需要更復(fù)雜和體積更大的冷卻解決方案。近三十年來，IGBT技術(shù)的進(jìn)步和工業(yè)應(yīng)用的發(fā)展趨勢主要是由運(yùn)行溫度、效率、尺寸、可靠性和成本這五個(gè)方面相互影響驅(qū)動(dòng)的。如圖2所示，一方面IGBT的功率密度從最初的35 kW/cm²提高到250 kW/cm²，這得益于創(chuàng)新的組裝和互聯(lián)技術(shù)。但是相應(yīng)的，由于高電壓和高電流，總散熱也在...
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石墨烯熱管理應(yīng)用技術(shù)進(jìn)展田素云 博士丁古巧 博士上海烯望材料科技有限公司【引言】熱學(xué)又稱熱物理學(xué)，是研究熱現(xiàn)象（即與溫度有關(guān)的物理現(xiàn)象）的科學(xué)。在熱力學(xué)中，熱是能量的一種形式，指存在于系統(tǒng)中的內(nèi)部能量，宏觀表現(xiàn)為物體的溫度，微觀上來講是物體內(nèi)有巨大數(shù)量微觀粒子（分子、原子、電子或點(diǎn)陣粒子等）參與的永不停息的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，并伴有頻繁碰撞。在現(xiàn)有宇宙中，絕對零度以上的任何物體都伴隨著一定的熱運(yùn)動(dòng)，因此我們生活中的物體都進(jìn)行著一定的熱量的傳遞。然而不同物質(zhì)的熱量傳遞的效率以及轉(zhuǎn)化熱的能力是不同的。熱管理的主要目的就是將物體中的積聚熱迅速傳遞出去以及為需要熱的物體供應(yīng)大量的熱能。石墨烯是單層碳原子以sp²雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的二維晶體，與三維材料不同，其低維結(jié)構(gòu)可顯著削減晶界處的聲子的邊界散射，并賦予其特殊的聲子以彈道-擴(kuò)散模式熱傳遞，使得石墨烯聲子的平均自由程長達(dá)775 nm [1-4]。采用非接觸共焦拉曼測試的單層懸空的絕對理想石墨烯熱導(dǎo)率高達(dá)5300 W/(m·K)，明顯高于金剛石和單壁碳納米管，室溫下是銅的熱導(dǎo)率的10倍，是物質(zhì)中傳遞熱能的最強(qiáng)者 [5-7]。當(dāng)然石墨烯這種熱量傳遞時(shí)是具有各向異性的，面向熱流量受限于較弱的范德華力耦合作用，使得熱導(dǎo)率比面內(nèi)低2-3個(gè)數(shù)量級 [8-10]。溫度的變化也會影響石墨烯熱導(dǎo)率的變化，石墨烯的熱導(dǎo)通常會隨溫度升高而降...
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