关键词： 石墨烯量子点   化学分析   纳米传感器  

摘要： 碳纳米材料由于独特的电学光学性质得到了广泛的研究,其中石墨烯量子点由于优良的光学稳定性、丰富的表面修饰、良好的生物相容性等特点被研究者广泛合成并应用于化学分析检测实验中。根据这些优点,很多学者利用石墨烯量子点的光致发光信号、电致化学发光信号以及电化学信号的变化构建了丰富多样的传感器,对许多化学物质进行了高灵敏的检测。从光致发光纳米传感器、电致化学发光纳米传感器、电化学纳米传感器三方面介绍了石墨烯量子点在化学分析方面的研究现状。

关键词： 热界面材料   非平衡分子动力学   热导率   振动态密度  

摘要： 为制备高性能的热界面材料,采用非平衡分子动力学方法计算了三维石墨烯–碳纳米管复合结构的热学特性,研究了复合结构的尺寸及系统温度对于整体结构热导率的影响。研究表明,复合结构z方向长度的增加和温度的升高都能使复合结构的热导率在一定程度上增加并逐渐达到一个饱和值。为进一步探究整体及局部结构中声子能量传递的情况,计算了复合整体和连接处界面两侧的声子振动态密度,结果表明,碳纳米管与石墨烯界面处形变是阻碍复合结构热导率提高的主要因素。

关键词： 石墨烯涂层   原子力显微镜   分子动力学仿真   剪切滑移  

摘要： 石墨烯薄膜作为一种二维材料,是提高微/纳机电系统(MEMS/NEMS)摩擦力学性能的优异润滑剂.为了探究基底材料和石墨烯层数对其减磨性能的影响,本文通过在不同基底制备了不同层数的石墨烯涂层,利用原子力显微镜(AFM)实验和分子动力学(MD)仿真结合的方法,研究了石墨烯层数对减磨效应的影响.并且通过建立不同层数石墨烯涂层的摩擦性能分析模型,探究出石墨烯层间滑移是产生减磨的主要因素.结果表明:在不同载荷下,石墨烯涂层对硅基底和铜基底均有优异的减磨效果,摩擦力随着石墨烯层数的增加逐渐降低,当石墨烯层数大于10层时,达到最优99.3%的减磨效果.通过仿真分析发现,随着层数增加,石墨烯与基底的干摩擦转变为石墨烯的层间摩擦,并产生层间剪切滑移,石墨烯层间滑移是导致多层石墨烯优异减磨性能的主要因素.

关键词： 热膨胀系数   分子动力学   石墨烯–铜复合材料  

摘要： 随着电子设备不断发展和集成度的提高,设备内部的热问题也越来越严重。在热循环过程中,由于材料的热膨胀系数失配,会引发大量的热应力,从而导致一系列热可靠性问题。调控材料的热膨胀系数对于改善电子设备的热问题至关重要。本文采用分子动力学模拟方法对石墨烯-铜纳米复合材料的热膨胀系数进行了研究。研究结果表明:通过引入石墨烯能够有效降低铜基材料的热膨胀系数,随机分布掺杂具有各向同性;定向掺杂的石墨烯-铜复合材料具有各向异性,这是由于石墨烯原子层之间结构的紧密排列和强键合力,有效地限制了铜基体的膨胀。与平行方向相比,垂直于石墨烯方向具有更低的热膨胀系数和弹性模量。

关键词： 少层石墨烯   锂基润滑脂   摩擦学性能   流变性能   纳米材料  

摘要： 为了研究少层石墨烯对锂基润滑脂摩擦学与流变学性能的影响,通过机械搅拌、超声分散及三辊研磨的方式制备不同质量分数的少层石墨烯改性锂基润滑脂,利用MR-10型四球试验机和DHR-2旋转式流变仪分别考察其摩擦学性能和流变学性能。结果表明:少层石墨烯的加入可以有效提高锂基润滑脂的减摩抗磨性能,当少层石墨烯的质量分数为0.1%时效果最佳;少层石墨烯的加入,显著增加了润滑脂流动点对应的应变值和破坏润滑脂皂纤维所需的能量,以及皂纤维结构破坏后恢复所需要的时间。对试验数据进行回归分析,建立基于Herschel-Bulkley模型的不同质量分数少层石墨烯改性锂基润滑脂的流动方程。

关键词： 石墨烯/氨基酸   生化传感器   制备   应用  

摘要： 将石墨烯和氨基酸结合制备石墨烯/氨基酸生化传感器,可以发挥二者的优势.在介绍石墨烯电化学传感器和氨基酸生物传感器的基础上,对石墨烯/氨基酸生化传感器的制备,以及在氨基酸的检测和识别等方面的应用进行综述,为生化传感器的相关研究提供借鉴.

关键词： 石墨烯纳米带   纳米颗粒   催化生长   氮化硼封装   碳基纳米电子学  

摘要： 石墨烯纳米带具有可调节的带隙和较高的载流子迁移率,是未来高性能纳米电子器件的理想候选材料之一。然而,可用于电子器件的高质量石墨烯纳米带的制备一直是一个巨大挑战。文章关注高质量石墨烯纳米带的制备,重点介绍近年来采用金属纳米颗粒催化生长纳米带方面的重要进展,尤其是运用该技术在六方氮化硼层间嵌入式生长超高质量石墨烯纳米带的最新成果。基于这种层间纳米带的场效应晶体管表现出优异的性能,有望在将来的碳基纳米电子器件中扮演重要的角色。最后讨论该领域未来可能面临的机遇与挑战。

关键词： 石墨烯锌粉涂料   不可渗透性   活化锌粉   石墨烯锌粉双涂层  

摘要： 石墨烯锌粉涂料体现了新材料、新机理和卓越性能的特征,成为涂料行业的一个突破性创新。文章综述了石墨烯锌粉涂料的技术发展和应用现状。石墨烯独特的原子片层结构和不可渗透性,以及优异的力、热、电性能,贡献了石墨烯锌粉涂料新的防护机理。石墨烯的物理屏蔽作用、活化锌粉作用以及增强力学强度作用,在高性能石墨烯锌粉涂料中发挥了主导作用。石墨烯锌粉涂料优先物理屏蔽主导防护机理,与传统环氧富锌涂料优先阴极保护机理有着本质差异。石墨烯锌粉涂料在防腐性能、力学性能、施工性能以及节约锌粉和节能降碳等方面,均体现出明显优势,石墨烯低锌和石墨烯锌粉双涂层更具有创新优势。总结了近期石墨烯锌粉涂料在桥梁、风电、化工、水电、建筑、集装箱等领域的应用案例和现状。最后,指出石墨烯锌粉涂料技术和替代传统环氧富锌涂料的应用发展趋势,以及对钢结构长效保护的技术创新价值。

关键词： 石墨烯   氧化石墨烯   水化硅酸钙   分子动力学   界面粘结性能  

摘要： 石墨烯/氧化石墨烯在水化硅酸钙基底上的脱粘行为会直接影响胶凝复合材料的性能,然而传统实验较难实现脱粘效果,为了明确石墨烯/氧化石墨烯的脱粘特性,本文通过分子动力学方法在纳米尺度下研究石墨烯/氧化石墨烯在水化硅酸钙基底上的脱粘行为。结果表明,随着温度升高,石墨烯/氧化石墨烯的粘结性能降低,与石墨烯相比,温度变化对氧化石墨烯粘结性能的影响更大,在氧化石墨烯中,环氧基氧化石墨烯受到温度变化的影响最小。影响粘结性能的主要因素是石墨烯/氧化石墨烯与水化硅酸钙间的范德瓦耳斯力和库仑作用。高浓度和边缘位置的官能团可以显著增强粘结性能,不同官能团对粘结性能的增强效果依次为羧基、羟基、环氧基。

关键词： 激光诱导石墨烯   多壁碳纳米管   柔性电极  

摘要： 本文利用激光直写技术在聚酰亚胺(PI)薄膜上激光诱导产生石墨烯(LIG),将图案化的LIG转印在柔性聚二甲基硅氧烷(PDMS)基底上,多壁碳纳米管(MWCNTs)水分散液修饰LIG表面,从而制得良好导电性的LIG/MWCNTs复合柔性微电极。所制备的柔性微电极表面被MWCNTs均匀涂覆,保留了石墨烯蜂窝状3D介孔结构,形成的复合材料界面增加了电极的导电性。研究表明质量分数为5.2%的MWCNTs水分散液修饰的柔性电极表现出良好的电化学活性,所制备的电极具备良好的柔性、精密度和稳定性,且可重复使用,在可穿戴柔性电子传感等领域显示了广阔的应用前景。