关键词： 氧化石墨烯   棉纤维   多巴胺   Plackett-Burman   Box-Behnken  

摘要： 文章主要通过实验设计优化氧化石墨烯(GO)改性棉纤维的导电性能,以提升其在智能纺织品和可穿戴电子技术中的应用潜力。采用Plackett-Burman和Box-Behnken方法,系统考察了盐酸多巴胺处理、GO浓度、负载时间、负载温度、还原剂类型等关键因素对改性棉纤维导电性的影响。结果表明,盐酸多巴胺能显著提高附着牢度,且存在最优的GO负载量和处理时间,过高或过长反而降低导电性;较高的负载温度有助于改善导电性。在还原剂的选择上,保险粉提升导电效果优于抗坏血酸。借助Design-Expert-13软件分析,确定了最佳工艺参数组合,实验验证了模型的准确性,为GO改性棉纤维的导电性优化提供了科学参考和实用借鉴。

关键词： 石墨烯   结构变形   裂缝   应变传感器  

摘要： 文章概述了石墨烯由于其优异的力、电性能,在材料科学、生物医疗以及健康检测等领域的应用。展示了石墨烯基复合材料制成传感器监测结构大变形和裂缝在工程领域起重要作用的可能性。总结了石墨烯基应变传感器现存的问题。

关键词： 石墨烯   太阳能电池   透光电极材料  

摘要： 近年来,石墨烯是一种具有独特元素结构的材料,在物理、化学领域被充分的研究,并被广泛应用。石墨烯在太阳能电池方面被重点关注,主要原因是其光电转化效率比较高,对新型太阳能电池的开发研究意义重大。本文首先介绍了太阳能电池的研究现状,其次简单阐述了太阳能电池的工作原理,再次对石墨烯材料的优点进行介绍,最后总结了石墨烯在太阳能电池中的应用及对未来的展望。

关键词： 氧化石墨烯   羟基磷灰石   电化学沉积   骨髓间充质干细胞   生物相容性  

摘要： 背景:医用钛及钛合金种植体在临床应用中已经取得较好的治疗效果,但是仍存在种植体周围炎、松动、脱落等现象。目的:探究氧化石墨烯涂层材料的理化性能及其对骨髓间充质干细胞的影响。方法:①采用电化学沉积方法在钛片表面分别制备羟基磷灰石涂层和氧化石墨烯-羟基磷灰石复合涂层,通过扫描电镜、X射线能量色散谱、X射线光电子能谱、X射线衍射仪、拉曼光谱仪、接触角测量仪分析涂层的表面形貌、物相结构、官能团、元素成分及表面亲水性能;②分离培养小鼠骨髓间充质干细胞,分别接种于纯钛、羟基磷灰石涂层和氧化石墨烯-羟基磷灰石复合涂层表面,利用CCK-8法和扫描电镜对材料表面细胞的增殖、形态和生长状态进行评价。结果与结论:①扫描电镜、X射线能量色散谱显示,氧化石墨烯-羟基磷灰石复合涂层表面较羟基磷灰石涂层、纯钛更平展、致密及均匀;X射线光电子能谱、X射线衍射、拉曼光谱显示,在钛片表面成功制备了羟基磷灰石涂层、氧化石墨烯-羟基磷灰石复合涂层;氧化石墨烯-羟基磷灰石复合涂层的亲水性能较羟基磷灰石涂层、纯钛更优;②CCK-8检测显示,随着共培养时间的延长,3组材料表面的骨髓间充质干细胞数量增加,共培养1,4,7 d,氧化石墨烯-羟基磷灰石复合涂层表面的细胞增殖吸光度值均高于羟基磷灰石涂层、纯钛(P<0.0001);共培养4 d后的扫描电镜显示,3组材料表面的骨髓间充质干细胞均呈纺锤形,其中氧化石墨烯-羟基磷灰石复合涂层表面的细胞具有较好的拉伸性能,呈多边形,细胞边缘可见多个触角黏附于涂层表面,且表面的丝状足伸长量较纯钛和羟基磷灰石涂层多;③结果显示,氧化石墨烯-羟基磷灰石复合涂层材料是一种理化性能及生物学性能良好的涂层材料。

关键词： 道路工程   石墨烯/苯乙烯⁃丁二烯⁃苯乙烯嵌段共聚物改性沥青   路用性能   雷达图   改性机理  

摘要： 为研究石墨烯含量对苯乙烯⁃丁二烯⁃苯乙烯嵌段共聚物(SBS)改性沥青混合料性能的影响,以SBS改性沥青为原材料,分别将质量为沥青质量0.1%、0.2%、0.3%的石墨烯加入其中以制备复合改性沥青,并对其性能进行评价。而后对不同石墨烯含量的复合改性沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性能进行评价。并根据雷达图来确定石墨烯的最佳含量。最后,采荧光显微镜及扫描电子显微镜分析石墨烯对SBS改性沥青的作用机理。结果表明,由于石墨烯的引入,沥青结合料的针入度明显下降、软化点显著提升,延度明显下降。就路用性能而言,石墨烯的加入显著提升了SBS改性沥青混合料的抗车辙能力,低温抗裂性及水稳定性则略有降低。雷达图表明0.2%含量的石墨烯的综合性能最好,即石墨烯的最佳含量为0.2%。在石墨烯与SBS改性沥青混合过程中,石墨烯的层状结构和较大的比表面积使其易于与沥青分子混合;同时,石墨烯在与SBS改性沥青混合的过程中可以被苯乙烯⁃丁二烯⁃苯乙烯插入,从而产生稳定的物理交联,提升SBS改性沥青混合料的性能。

关键词： 尼龙6   碳纳米材料   摩擦学性能   力学性能   分子动力学  

摘要： 为研究碳纳米管(CNT)和石墨烯片(GNS)协同增强尼龙6(PA6)复合材料摩擦学及力学性能的微观机制,利用分子动力学方法模拟PA6及其复合材料的拉伸过程及摩擦学行为,分析CNT、GNS对PA6复合材料力学及摩擦学性能的影响。建立Fe原子与纯PA6和PA6/CNT、PA6/GNS、PA6/GNS/CNT复合材料组成的摩擦学模型,并对模型进行几何优化、退火及动力学平衡,通过对Fe原子施加0.2 GPa应力及0.01 nm/ps速度进行摩擦模拟。研究结果发现,PA6/GNS/CNT复合材料摩擦因数在所有材料中最低为0.252;相比其他3种材料,PA6/GNS/CNT复合材料的抗剪切性能最好,且弹性模量及剪切模量均有提高。通过对比分析4种材料的径向分布函数、摩擦界面温度、材料总势能揭示了CNT和GNS协同增强PA6摩擦学及力学性能的作用机制,指出加入的CNT/GNS通过范德华及静电力作用降低了PA6与Fe原子摩擦副之间的相互作用,此外一维CNT与二维GNS通过π-π堆叠杂化作用形成了3D杂交堆叠体系,协同增强了PA6的摩擦学性能。

关键词： 石墨烯   标准漏孔   超灵敏度检漏   温度系数  

摘要： 石墨烯真空标准漏孔是基于石墨烯衍生材料研制的新型真空标准漏孔,其漏率下限低于一般的石英渗氦型标准漏孔,可用于超灵敏度检漏系统的校准。基于石墨烯的材料特性,石墨烯真空标准漏孔的漏率会随温度变化。本文针对温度对石墨烯真空标准漏孔漏率的影响进行了研究,通过测量漏孔在不同温度环境下的漏率,得到该种漏孔的温度系数与变化规律。研究结果表明,石墨烯真空标准漏孔的漏率随温度呈线性变化,且温度系数低于2.5%/℃。

关键词： 石墨烯   工作性能   力学性能   抗渗性能   微观结构  

摘要： 采用吸光度试验和静置沉降试验考察了石墨烯量子点(GQDs)在模拟水泥水化孔隙液的饱和氢氧化钙溶液中分散性能及其对掺配砂浆工作性能、力学性能和耐久性的影响。吸光度测试和静置沉降试验表明GQDs在饱和氢氧化钙溶液中具有优异的分散稳定性,工作性能测试表明GQDs对水泥砂浆的流动度几乎无负面影响。力学性能测试表明GQDs最佳掺量为0.04wt%时,28天抗折抗压强度比普通水泥砂浆分别提高了12.3%、12.5%,抗渗压力提升了175%,120天抗压耐腐蚀系数提升了14.3%。微观结构测试表明GQDs能改善孔径分布,填充纳米孔隙和提高水泥砂浆密实度。

关键词： 新质生产力   石墨烯   产业回顾   战略  

摘要： 新质生产力代表了一种具有创新性、高科技含量和高附加值的生产力形态。新质生产力的核心在于科技创新,材料技术的突破为科技创新提供基础支撑和关键驱动力。石墨烯是目前人类发现最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型材料,被认为是21世纪重大的科学发现之一,有望在中国发展新质生产力的战略中发挥重要作用。今年是石墨烯发现20周年,本文简要回顾了石墨烯产业20年的发展历程与产业特点,并提出了加快产业发展的战略建议。

关键词： 涤纶织物   纳米银   石墨烯   浸渍烘干法   电热性能  

摘要： 采用浸渍烘干法在经碱减量处理后的涤纶织物表面负载氧化石墨烯(GO),再通过纳米银(Ag)自组装制备具有良好电热性能的纳米Ag/石墨烯负载涤纶织物,研究了GO水分散液浸渍次数、柠檬酸钠溶液浓度及硝酸银溶液浓度对织物电热性能的影响,并对织物的结构、热性能及力学性能进行表征。结果表明:制备纳米Ag/石墨烯负载涤纶织物的较佳工艺条件为GO水分散液浸渍5次、柠檬酸钠溶液浓度0.1 mol/L、硝酸银溶液浓度0.1 mol/L;在纳米Ag/石墨烯负载涤纶织物制备过程中,GO和Ag^(+)被还原成石墨烯和纳米Ag,并在织物表面形成致密且完整的高纯度纳米Ag;纳米Ag/石墨烯负载涤纶织物与未处理涤纶织物相比,具有更好的热稳定性,断裂强力相当;在3 V电压条件下通电60 s时,纳米Ag/石墨烯负载涤纶织物表面发热温度达到113℃,具有优异的电热性能。