Advanced MaterialsVolume 25, Issue 9 p. 1296-1300 Communication Lightweight and Flexible Graphene Foam Composites for High-Performance Electromagnetic Interference Shielding Zongping Chen, Zongping Chen Shenyang National Laboratory for Materials Science, Institute of Metal Research, Chinese Academy of Sciences, Shenyang 110016, ChinaSearch for more papers by this authorChuan Xu, Chuan Xu Shenyang National Laboratory for Materials Science, Institute of Metal Research, Chinese Academy of Sciences, Shenyang 110016, ChinaSearch for more papers by this authorChaoqun Ma, Chaoqun Ma Shenyang National Laboratory for Materials Science, Institute of Metal Research, Chinese Academy of Sciences, Shenyang 110016, ChinaSearch for more papers by this authorWencai Ren, Corresponding Author Wencai Ren [email protected] Shenyang National Laboratory for Materials Science, Institute of Metal Research, Chinese Academy of Sciences, Shenyang 110016, ChinaShenyang National Laboratory for Materials Science, Institute of Metal Research, Chinese Academy of Sciences, Shenyang 110016, China.Search for more papers by this authorHui-Ming Cheng, Hui-Ming Cheng Shenyang National Laboratory for Materials Science, Institute of Metal Research, Chinese Academy of Sciences, Shenyang 110016, ChinaSearch for more papers by this author Zongping Chen, Zongping Chen Shenyang National Laboratory for Materials Science, Institute of Metal Research, Chinese Academy of Sciences, Shenyang 110016, ChinaSearch for more papers by this authorChuan Xu, Chuan Xu Shenyang National Laboratory for Materials Science, Institute of Metal Research, Chinese Academy of Sciences, Shenyang 110016, ChinaSearch for more papers by this authorChaoqun Ma, Chaoqun Ma Shenyang National Laboratory for Materials Science, Institute of Metal Research, Chinese Academy of Sciences, Shenyang 110016, ChinaSearch for more papers by this authorWencai Ren, Corresponding Author Wencai Ren [email protected] Shenyang National Laboratory for Materials Science, Institute of Metal Research, Chinese Academy of Sciences, Shenyang 110016, ChinaShenyang National Laboratory for Materials Science, Institute of Metal Research, Chinese Academy of Sciences, Shenyang 110016, China.Search for more papers by this authorHui-Ming Cheng, Hui-Ming Cheng Shenyang National Laboratory for Materials Science, Institute of Metal Research, Chinese Academy of Sciences, Shenyang 110016, ChinaSearch for more papers by this author First published: 08 January 2013 https://doi.org/10.1002/adma.201204196Citations: 1,567Read the full textAboutPDF ToolsRequest permissionExport citationAdd to favoritesTrack citation ShareShare Give accessShare full text accessShare full-text accessPlease review our Terms and Conditions of Use and check box below to share full-text version of article.I have read and accept the Wiley Online Library Terms and Conditions of UseShareable LinkUse the link below to share a full-text version of this article with your friends and colleagues. Learn more.Copy URL Share a linkShare onEmailFacebookTwitterLinkedInRedditWechat Graphical Abstract A lightweight graphene foam composite with a density of 0.06 g/cm3 is developed. It shows a EMI shielding effectiveness of 30 dB and specific shielding effectiveness of 500 dB·cm3/g, which surpasses the best values of metals and other carbon-based composites. In addition, the excellent flexibility of this foam composite gives it a stable EMI shielding performance under repeated bending. Supporting Information As a service to our authors and readers, this journal provides supporting information supplied by the authors. Such materials are peer reviewed and may be re-organized for online delivery, but are not copy-edited or typeset. Technical support issues arising from supporting information (other than missing files) should be addressed to the authors. Filename Description adma_201204196_sm_suppl.pdf210.6 KB suppl Please note: The publisher is not responsible for the content or functionality of any supporting information supplied by the authors. Any queries (other than missing content) should be directed to the corresponding author for the article. References 1 Y. Yang, M. C. Gupta, K. L. Dudley, R. W. Lawrence, Nano Lett. 2005, 5, 2131. 2 D. D. L. Chung, Carbon 2001, 39, 279. 3 S. Geetha, K. K. S. Kumar, C. R. K. Rao, M. Vijayan, D. C. Trivedi, J. Appl. Polym. Sci. 2009, 112, 2073. 4 H. B. Zhang, Q. Yan, W. G. Zheng, Z. X. He, Z. Z. Yu, ACS Appl. Mater. Inter. 2011, 3, 918. 5 V. Eswaraiah, V. Sankaranarayanan, S. Ramaprabhu, Macromol. Mater. Eng. 2011, 296, 894. 6 A. Fletcher, M. C. Gupta, K. L. Dudley, E. Vedeler, Compos. Sci. Technol. 2010, 70, 953. 7 J. M. Thomassin, C. Pagnoulle, L. Bednarz, I. Huynen, R. Jerome, C. Detrembleur, J. Mater. Chem. 2008, 18, 792. 8 N. Li, Y. Huang, F. Du, X. B. He, X. Lin, H. J. Gao, Y. F. Ma, F. F. Li, Y. S. Chen, P. C. Eklund, Nano Lett. 2006, 6, 1141. 9 J. J. Liang, Y. Wang, Y. Huang, Y. F. Ma, Z. F. Liu, F. M. Cai, C. D. Zhang, H. J. Gao, Y. S. Chen, Carbon 2009, 47, 922. 10 Z. F. Liu, G. Bai, Y. Huang, Y. F. Ma, F. Du, F. F. Li, T. Y. Guo, Y. S. Chen, Carbon 2007, 45, 821. 11 L. L. Wang, B. K. Tay, K. Y. See, Z. Sun, L. K. Tan, D. Lua, Carbon 2009, 47, 1905. 12 Y. Yang, M. C. Gupta, K. L. Dudley, R. W. Lawrence, Adv. Mater. 2005, 17, 1999. 13 C. Li, G. Q. Shi, Nanoscale 2012, 4, 5549. 14 S. Y. Yin, Z. Q. Niu, X. D. Chen, Small 2012, 8, 2458. 15 S. H. Lee, H. W. Kim, J. O. Hwang, W. J. Lee, J. Kwon, C. W. Bielawski, R. S. Ruoff, S. O. Kim, Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 10084. 16 Y. Xu, K. Sheng, C. Li, G. Shi, ACS Nano 2010, 4, 4324. 17 Z. Q. Niu, J. Chen, H. H. Hng, J. Ma, X. D. Chen, Adv. Mater. 2012, 24, 4144. 18 Z. P. Chen, W. C. Ren, L. B. Gao, B. L. Liu, S. F. Pei, H. M. Cheng, Nat. Mater. 2011, 10, 424. 19 X. P. Shui, D. D. L. Chung, J. Electron. Mater. 1997, 26, 928. 20 Y. K. Hong, C. Y. Lee, C. K. Jeong, D. E. Lee, K. Kim, J. Joo, Rev. Sci. Instrum. 2003, 74, 1098. 21 H. M. Kim, K. Kim, C. Y. Lee, J. Joo, S. J. Cho, H. S. Yoon, D. A. Pejakovic, J. W. Yoo, A. J. Epstein, Appl. Phys. Lett. 2004, 84, 589. 22 M. H. Al-Saleh, U. Sundararaj, Carbon 2009, 47, 1738. 23 J. A. Rogers, T. Someya, Y. G. Huang, Science 2010, 327, 1603. 24 T. Sekitani, Y. Noguchi, K. Hata, T. Fukushima, T. Aida, T. Someya, Science 2008, 321, 1468. Citing Literature Volume25, Issue9March 6, 2013Pages 1296-1300 ReferencesRelatedInformation

Stabilizing monolayer nitrides with silicon Transition metal carbides and nitrides are nonlayered materials that in monolayer form have potentially useful electronic and chemical properties. These monolayers are usually made by chemical etching that produces flakes with surface defects that have poor air and water stability. Hong et al. report that introducing silicon during chemical vapor deposition growth of molybdenum nitride passivates the surface and prevents island formation. Centimeter-scale monolayer films of the semiconductor MoSi 2 N 4 form as a MoN 2 layer sandwiched by two Si-N bilayers. These layers possess high mechanical strength and ambient stability. Science , this issue p. 670

A 3D graphene-foam-reduced-graphene-oxide hybrid nested hierarchical network is synthesized to achieve high sulfur loading and content simultaneously, which solves the "double low" issues of Li-S batteries. The obtained Li-S cathodes show a high areal capacity two times larger than that of commercial lithium-ion batteries, and a good cycling performance comparable to those at low sulfur loading.

We have produced gene expression profiles of all 302 neurons of the C. elegans nervous system that match the single-cell resolution of its anatomy and wiring diagram. Our results suggest that individual neuron classes can be solely identified by combinatorial expression of specific gene families. For example, each neuron class expresses distinct codes of ∼23 neuropeptide genes and ∼36 neuropeptide receptors, delineating a complex and expansive “wireless” signaling network. To demonstrate the utility of this comprehensive gene expression catalog, we used computational approaches to (1) identify cis-regulatory elements for neuron-specific gene expression and (2) reveal adhesion proteins with potential roles in process placement and synaptic specificity. Our expression data are available at https://cengen.org and can be interrogated at the web application CengenApp. We expect that this neuron-specific directory of gene expression will spur investigations of underlying mechanisms that define anatomy, connectivity, and function throughout the C. elegans nervous system.

Despite their crucial role in health and disease, our knowledge of immune cells within human tissues remains limited. We surveyed the immune compartment of 16 tissues from 12 adult donors by single-cell RNA sequencing and VDJ sequencing generating a dataset of ~360,000 cells. To systematically resolve immune cell heterogeneity across tissues, we developed CellTypist, a machine learning tool for rapid and precise cell type annotation. Using this approach, combined with detailed curation, we determined the tissue distribution of finely phenotyped immune cell types, revealing hitherto unappreciated tissue-specific features and clonal architecture of T and B cells. Our multitissue approach lays the foundation for identifying highly resolved immune cell types by leveraging a common reference dataset, tissue-integrated expression analysis, and antigen receptor sequencing.

In 2011, a new family of two dimensional (2D) carbides, carbonitrides and nitrides – labeled MXenes – was discovered. Since then the number of papers on these materials has increased exponentially for several reasons amongst them: their hydrophilic nature, excellent electronic conductivities and ease of synthesizing large quantities in water. This unique combination of properties and ease of processing has positioned them as enabling materials for a large, and quite varied, host of applications from energy storage to electromagnetic shielding, transparent conductive electrodes, electrocatalysis, to name a few. Since the initial synthesis of Ti3C2 in hydrofluoric acid, many more compositions were discovered, and different synthesis pathways were explored. Most of the work done so far has been conducted on top-down synthesis where a layered parent compound is etched and then exfoliated. Three bottom-up synthesis methods, chemical vapor deposition, a template method and plasma enhanced pulsed laser deposition have been reported. The latter methods enable the synthesis of not only high-quality ultrathin 2D transition metal carbide and nitride films, but also those that could not be synthesized by selective etching. This article reviews and summarizes the most important breakthroughs in the synthesis of MXenes and high-quality ultrathin 2D transition metal carbide and nitride films.

This paper reviews the current state of research in carbon-based nanomaterials, particularly the one-dimensional (1-D) forms, carbon nanotubes (CNTs) and graphene nanoribbons (GNRs), whose promising electrical, thermal, and mechanical properties make them attractive candidates for next-generation integrated circuit (IC) applications. After summarizing the basic physics of these materials, the state of the art of their interconnect-related fabrication and modeling efforts is reviewed. Both electrical and thermal modeling and performance analysis for various CNT- and GNR-based interconnects are presented and compared with conventional interconnect materials to provide guidelines for their prospective applications. It is shown that single-walled, double-walled, and multiwalled CNTs can provide better performance than that of Cu. However, in order to make GNR interconnects comparable with Cu or CNT interconnects, both intercalation doping and high edge-specularity must be achieved. Thermal analysis of CNTs shows significant advantages in tall vias, indicating their promising application as through-silicon vias in 3-D ICs. In addition to on-chip interconnects, various applications exploiting the low-dimensional properties of these nanomaterials are discussed. These include chip-to-packaging interconnects as well as passive devices for future generations of IC technology. Specifically, the small form factor of CNTs and reduced skin effect in CNT interconnects have significant implications for the design of on-chip capacitors and inductors, respectively.

Graphene nanoribbons (GNRs) are considered as a prospective interconnect material. A comprehensive conductance and delay analysis of GNR interconnects is presented in this paper. Using a simple tight-binding model and the linear response Landauer formula, the conductance model of GNR is derived. Several GNR structures are examined, and the conductance among them and other interconnect materials [e.g., copper (Cu), tungsten (W), and carbon nanotubes (CNTs)] is compared. The impact of different model parameters (i.e., bandgap, mean free path, Fermi level, and edge specularity) on the conductance is discussed. Both global and local GNR interconnect delays are analyzed using an RLC equivalent circuit model. Intercalation doping for multilayer GNRs is proposed, and it is shown that in order to match (or better) the performance of Cu or CNT bundles at either the global or local level, multiple zigzag-edged GNR layers along with proper intercalation doping must be used and near-specular nanoribbon edge should be achieved. However, intercalation-doped multilayer zigzag GNRs can have better performance than that of W, implying possible application as local interconnects in some cases. Thus, this paper identifies the on-chip interconnect domains where GNRs can be employed and provides valuable insights into the process technology development for GNR interconnects.