如何破解电力系统“矛盾三角形”？郭剑波院士这么说

在厨电领军企业一枝独秀的背后，破解在中国家电产业，无论是电视、冰箱、洗衣机类的大家电，还是电脑、手机等产品都是外资企业掌握话语权的状况。

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本文提出利用先进的3D打印技术，矛盾利用具有高比电容的3D纳米片活性材料，实现柔性全固态超级电容器的设计。图4基于3D打印技术的多层骨架电极设计(DIW):(A)对称电极与氧化石墨烯墨水，角说(B和C)非对称电极与MXene和AC墨水，(D和E)全3D打印全碳凝胶超级电容器。新兴的3D打印技术，剑波尤其是墨水直写模式，极大地提高了器件微结构的设计能力和控制精度。

本综述旨在为未来柔性全固态超级电容器的实际应用提供3D打印3D纳米片构建材料的设计、院士制备和性能优化的新概念和理论指导。作为柔性储能器件的重要组成部分，破解柔性超级电容器以其充放电速度快（即功率密度高）、循环寿命长、体积小、效率高、和很强的灵活性。

 图5典型的光纤电化学器件:(A)平行双纤模式，电力(B)扭曲双纤模式，电力(C-E)双层同轴光纤模式; 典型的3d打印光纤超级电容器:(F和G)多层同轴光纤超级电容器，(H)方截面光纤超级电容器。

此外，系统形郭3D打印技术为引入电极设计等赝电容活性材料、系统形郭精确调控其负载量和空间分布提供了极大便利，为开发具有超高能量密度的非对称超级电容器材料提供了新途径。特定转角和均匀平整范德华界面控制是通过宏观预堆叠退火后的单晶Cu(111)衬底以设计和锁定转角，矛盾并利用Cu(111)表面对称性匹配与小晶格失配的特性外延生长单层单晶石墨烯，矛盾从而严格复刻衬底间的旋转角度，并通过精准控温并利用铜箔平面自铺展效应来实现的。

04【数据概览】图一、角说转角双层石墨烯生长设计示意图©2022SpringNature图二、角说从旋转的铜箔复制双层石墨烯转角©2022SpringNature图三、转角双层石墨烯的表征©2022SpringNature图四、转角双层石墨烯的普适制备©2022SpringNature05【成果启示】鉴于二维材料的生长机制相似，本工作中提出的得到转角双层石墨烯的方法本方法理论上可扩展到其他二维晶体材料的转角制备，有望为大规模转角双层二维材料制备提供一种低成本、易操作的可行技术方案。03【核心创新点】本文提出了一种预堆叠衬底-角度复制单晶生长的新生长策略，剑波在宏观控制衬底旋转角度的条件下，剑波利用二维晶体严格的外延角度复刻生长行为，以及金属衬底预熔平面自铺展效应，成功操控了双层石墨烯堆叠转角生长

近年来，院士在二维量子材料表界面生长调控、米级单晶薄膜通用制造技术、表界面耦合物理及量子器件方向取得了系列研究进展。原文详情：破解Liu,C.,Li,Z.,Qiao,R.etal.Designedgrowthoflargebilayergraphenewitharbitrarytwistangles.Nat.Mater.(2022).https://doi.org/10.1038/s41563-022-01361-8.团队介绍刘开辉课题组长期从事量子材料制备与光学器件物理研究，破解擅长发展全新的方法和开发先进的技术以实现科学突破和技术创新。