新研究

纯净水也能让石墨烯发电

当一滴水在石墨烯表面滚动，石墨烯敏锐地“觉察”到了细微的运动，并产生持续的电流。浙江大学林时胜研究小组阐述了这一现象的奥秘：原来是衬底在石墨烯传感和能源收集方面发挥了关键作用。

水滴的重力会让衬底表面产生压电电荷，进而在石墨烯的上表面诱导出一层定向排列的水分子或者离子，它们与石墨烯层一起屏蔽了衬底产生的压电电荷。石墨烯中的电子可以以光速的1/300快速移动，当水滴在石墨烯表面移动时，由于水滴中的离子或水分子的运动速度比石墨烯的电子慢几个数量级，所以水滴对衬底压电电荷的屏蔽效应和石墨烯相比会表现的相对迟缓一些，从而能够引起石墨烯中的一个持续的载流子移动，实现电流和电压输出。

“由于石墨烯很薄，我们必须靠支撑材料来构建石墨烯器件。但在水滴与石墨烯相互作用机制方面，很少有人关注支撑材料也就是衬底对石墨烯与水相互作用的影响。”浙江大学博导、副教授林时胜说，基于对衬底的关注，2016年，研究小组构建了一种石墨烯—压电薄膜异质器件，以此来探究衬底在石墨烯水流感应电压产生过程的具体作用。

这项研究成果对开发新型纳米发电机、石墨烯功能器件，以及推动石墨烯传感器和能源发电的有关研究具有重要意义。

新纳米线可大幅度提高红外探测仪器灵敏度

江汉大学曹元成教授团队与英国兰开斯特大学半导体中心首席研究员庄乾东博士团队合作研发了一种新材料，应用于实践，比如导弹红外探测和夜视仪，可以在目前的基础上，提高50%探测灵敏度，让现有的大部分防红外伪装失效，民用方面则更加广泛。

根据曹元成教授介绍，铟砷纳米线作为高光电转换效率材料，是研究的主要对象，尤其是基于碳的铟砷一维纳米线，是高集成度光电子集成电路的研究热点。然而，这些材料在制备过程中，晶体结构容易产生缺陷，导致这类材料对光的响应效率低下或者无响应，特别是在中长红外波段方面尤其明显。

研究人员在砷化铟中掺入锑元素，合成一种新的锑掺杂砷化铟纳米线，大幅降低了铟砷纳米线的结构缺陷，同时通过锑元素的自我催化功能，显著提升新物质对红外光子的响应性。这种纳米线对光的响应波长，达到了5.1μm，从而涵盖整个中红外光谱，是目前最长的红外波响应纳米线，可应用于室温下高效工作的中波红外、长波红外光电探测器、红外发射器、高灵敏度光电晶体管等等，是制造各种光电子设备的理想材料。

灵敏度提高100倍的光纤应变传感器

大连理工大学教授黄辉团队研发了一种温度系数可调的高灵敏度光纤应变传感器。该传感器与现有主流产品光纤光栅应变传感器相比，其灵敏度提高了100多倍，特别是可以补偿各种被测物的热膨胀，消除因环境温度变化导致的测量误差。

这种光纤应变传感器由应变膜、光纤准直器，以及传动杆构成。其传动杆采用旋钮结构，由两种不同热膨胀系数的螺帽与螺丝构成，可以在大范围内精确调节传动杆的热膨胀系数，抵消各种被测物的热膨胀影响。

研究团队通过采用光纤准直器来接收应变膜反射的光束，大幅地提高了检测灵敏度。此次所研制的光纤传感器，其检测范围达到1.1×103με，检测极限为5.7×10-3με,最高工作频率为1.18 kHz，温度系数调节范围为 -0.15～+0.19 dB/℃。