关键词： 石墨烯   含氧官能团   修饰   吡啶   吸附能   密度泛函理论   表面  

摘要： 采用密度泛函理论，研究了不同含氧官能团修饰的石墨烯对柴油中典型碱性氮化物吡啶的吸附。结果表明：羧基、羟基的存在明显增强了石墨烯吸附吡啶的能力，羰基修饰和本征石墨烯吸附吡啶的能力相近；吡啶在各石墨烯表面的吸附能由小到大的顺序为羧基<羟基<羰基<本征，吸附平衡距离大小顺序与之相反。吡啶和羧基、羟基作用点间存在较强的电荷转移，电子云重叠，有键的形成，吡啶与羧基、羟基修饰石墨烯发生酸碱、氢键和静电作用，与羟基还存在π-π作用；而与羰基、本征石墨烯间并无明显电荷转移现象，吡啶与羰基修饰及本征石墨烯发生π-π、π-N、C和N-C作用。吡啶更稳定地吸附在羧基、羟基修饰的石墨烯表面。对氧化石墨烯吸附柴油中吡啶的研究结果，对于柴油吸附脱氮技术的开发与改进具有一定的理论指导作用。

关键词： 石墨烯泡沫   热声效应   数值计算   声学性能  

摘要： 传统解析方法在预测石墨烯泡沫热声效果时存在若干不足，特别是涉及到考虑多孔结构及热量积聚的影响时。为此，构建了具有代表性的周期性基本单元模型，以精确描述石墨烯泡沫微观结构的影响。随后，利用有限元方法建立了石墨烯泡沫在自由场中的传热模型。在此基础上，建立了综合考虑热量积聚和泡沫内损耗的热-声耦合三维模型，并通过实验验证其准确性。研究发现，热量积聚会导致输出声压级在输入功率增加时增速趋缓甚至下降，尤其对高频声波的影响更为显著。此外，声压级与输入功率之间的非线性关系主要来源于静态温度变化对空气恒压热容和密度的影响。进一步探讨了宏观及微观尺寸对热声效果的影响，结果表明，泡沫边长的增加会引起显著的声衍射效应，且泡沫单元尺寸越大，输出声压级越高。以上研究揭示了石墨烯泡沫的微观结构、传热特性和声学行为之间复杂的相互影响机制，为促进石墨烯泡沫在热声设备中的应用与优化提供了重要的理论和实验依据。

关键词： 分子模拟   复合材料   界面   三水醋酸钠   石墨烯   界面热阻   声子态密度  

摘要： 在三水醋酸钠（SAT）中添加石墨烯是提高其热导率的常用手段，但复合相变材料的界面处通常会产生较大的界面热阻，探究界面热阻形成机理和消减方法是当前研究热点。本研究提出利用铜层降低SAT/石墨烯界面热阻方法，利用分子动力学建立复合材料模型，从热导率和热阻、径向分布函数（RDF）、均方位移(MSD)和扩散系数、声子态密度(PDOS)等方面分析复合材料的性质。计算结果表明，复合相变材料界面热阻的产生是由于低频声子占比减小，且声子分布更加紊乱，增加了声子散射；铜层能降低石墨烯/SAT复合材料声子的紊乱程度，从而减小界面热阻，增强材料导热性能。本研究可为实验分析提供理论支撑，对降低复合材料界面热阻、制备高导热复合材料有指导意义。

关键词： 碳纤维复合材料   润湿性   界面结合性能   界面层厚度  

摘要： 基于两种自主研制的环氧树脂胶液HTS40和HTS45分别加入了0.05%氧化石墨烯进行改性，制备了相应的T700级碳纤维增强复合材料，研究了4种环氧树脂胶液与碳纤维的浸润性、复合材料力学性能及其断面微观形貌和界面层厚度等方面。结果表明：HTS40和HTS45中分别加入0.05%氧化石墨烯改性后，树脂对碳纤维的浸润接触角分别同比降低了15.7%和18.4%，最终树脂吸附量分别同比增大了142.8%和60.9%，复合材料层间剪切强度、横向拉伸强度和纵向弯曲强度分别同比提高了18.8%和5.6%、19.4%和14.8%、15.8%和6.9%。复合材料断面扫描电镜（SEM）结果表明，氧化石墨烯改性后，断面中几乎观察不到碳纤维拔出现象，碳纤维与基体之间的间隙明显减少，断面AFM测得平均界面层厚度分别同比增大了56.6%和53.3%。环氧树脂基体中加入微量氧化石墨烯，通过改善树脂对纤维的浸润性和提高最终复合材料界面层的厚度，可以显著提高复合材料综合力学性能。

关键词： 啶虫脒   氧化石墨烯   荧光分析   荧光偏振   荧光猝灭  

摘要： 本研究基于氧化石墨烯（GO）的荧光猝灭效应和质量放大效应，建立了一种荧光强度和荧光偏振双信号同时检测方法，用于农药啶虫脒的定量分析。标记有FAM荧光分子的核酸信号探针吸附在GO表面时，检测到较低的荧光强度和较高的偏振信号。当啶虫脒与其适配体结合后，释放的互补核酸探针与信号探针杂交而使其远离石墨烯，此时得到增强的荧光强度和降低的偏振信号。实验考察了不同浓度啶虫脒的荧光强度和偏振信号之间的关系，并优化了目标物识别时间、氧化石墨烯的浓度和反应时间等条件。实验结果表明：在优化的实验条件下，荧光偏振检测法（LOD=5 nmol/L）比荧光强度（LOD=50 nmol/L）的检出限更低，而荧光强度法更稳定。该方法具有较好的选择性，并实现了对芹菜叶和湖水中啶虫脒的分析。

关键词： 氧化石墨烯   纳米复合材料   细菌感染   抗生素耐药性   协同作用  

摘要： 由于抗生素的普遍使用和滥用,细菌正在以更快的速度产生耐药性。耐药菌感染给公共医疗卫生提出了严峻的挑战,已造成了大量的死亡和超额的医疗支出。纳米技术的发展有望解决这一难题。在众多抗菌纳米材料中,氧化石墨烯因其特殊的形貌尺寸和物理化学特性而具有多元化的抗菌能力。此外,氧化石墨烯具有超高比表面积、良好的电子传导能力和丰富的表面含氧官能团,是与其他材料复合构建多功能抗菌材料的理想平台,可产生协同抗菌作用。综述了氧化石墨烯及氧化石墨烯基复合抗菌纳米材料研究进展,列举了近年来报道的氧化石墨烯抗菌机制研究进展和存在的挑战,以及常见的氧化石墨烯基复合抗菌纳米材料的最新发展,分析氧化石墨烯在不同材料中对协同抗菌性能起到的关键作用,为开发更高效的氧化石墨烯抗菌纳米材料提供新的思路。

关键词： 爆炸反应   氧化石墨烯   氧化镁纳米颗粒   复合材料  

摘要： 对氢氧化镁和氧化石墨烯进行加热,当温度达到220℃时,发生爆炸,生成了氧化镁复合石墨烯材料.X射线衍射图谱表明,爆炸反应发生后,氧化石墨烯被还原成石墨烯,爆炸所产生的温度和压力诱导氢氧化镁迅速发生分解反应,生成氧化镁纳米颗粒,并迅速负载于石墨烯纳米片上,形成石墨烯负载氧化镁纳米颗粒复合材料.利用扫描电子显微镜和透射电子显微镜对复合材料形貌的分析表明,负载于石墨烯上氧化镁颗粒的平均粒径约为50nm.

关键词： 氧化石墨烯   胶原   反应机理   共价结合   复合材料  

摘要： 氧化石墨烯(GO)与胶原结合能够获得一种兼具两者优势的新型复合材料。GO赋予复合材料更高的力学强度,胶原的生物相容性保证了材料的安全性和可降解性。通过研究GO与皮粉以及去氨基、去胍基和去羧基皮粉的反应情况,深入探讨GO与胶原反应的机理。试验表明,GO主要通过与胶原纤维中的氨基和胍基形成牢固的共价键,实现高效结合;与羧基的结合较弱,主要以氢键或静电相互作用为主。基于此机理,可以对GO与胶原进行功能改性,有效提高GO在胶原纤维中的渗透吸收,增强材料性能,扩大应用领域。

关键词： 还原氧化石墨烯薄膜   电子辐射效应   电学性能   结构变化   表面化学组成  

摘要： 本文研究了还原氧化石墨烯薄膜(Reduced graphene Oxide Film,rGOF)在500 keV不同注量下的电子辐照效应,分别测定辐照前后r GOF的电学性能、结构缺陷、表面化学组成、表面形貌、层片间距和热稳定性。结果表明:经电子辐照后,材料表面的电阻值增大,有辐射诱导缺陷形成,sp^(2)和sp^(3)碳以及含氧官能团含量均发生变化,热稳定性略有提高,石墨烯层片间距变大。FLUKA计算结果表明高能电子能够穿透石墨烯薄膜。分析表明rGOF辐照前后电性能的变化是由缺陷、结构紊乱、含氧官能团和C/O原子比变化引起的。