关键词： 智能服装   电加热   舒适   防雨服   结构设计   石墨烯  

摘要： 户外运动者遇雨水、大风时会体表潮湿而产生不适,为改善防雨服穿着不透气、沉重舒适性差等问题,设计了能在一定时间内对人体持续加热又轻便舒适的防雨服。通过面辅料更替与结构设计,同时在人体特定部位内置石墨烯加热片,设置温控装置达到向人体供热和保暖的目的,以此提升热舒适度。测试结果表明,该设计能以智能温变的方式向人体持续供暖,有效预防并降低了人体热量散失带来的不适感,减少了户外运动者因降温发生意外的几率,有效提升了防雨服的穿着舒适性。

关键词： 石墨烯   钛基复合材料   制备方法   界面设计   力学行为  

摘要： 非连续增强钛基复合材料(DRTMCs)具有高比强度、低密度、优异的耐蚀性等诸多特性,在航空航天、国防工业、交通运输等领域具有广泛的应用前景。石墨烯具有良好的本征物理和力学性能,是近年来的二维碳纳米“明星”材料,被视为极具潜力的DRTMCs纳米增强体。国内外研究者聚焦DRTMCs设计与制备,突破了低温快速成型和界面改性等关键技术,初步实现了界面精细调控和微观构型,获得石墨烯在钛基体中的本征增强,制备出强塑性匹配较好的DRTMCs。简要综述近些年来石墨烯增强钛基复合材料的设计方法和制备工艺,探讨界面反应、界面结构、微观构型等关键因素对复合材料力学性能和失效机制的影响规律,并提出石墨烯增强钛基复合材料未来的发展方向。

关键词： 石墨烯   水泥砂浆   抗碳化性能   微观分析   非线性预测模型  

摘要： 将两种不同尺寸的石墨烯(Peeling graphene, PG)料浆进行分散,制备出石墨烯水泥砂浆,通过快速碳化法对不同龄期的石墨烯水泥砂浆进行碳化试验,并通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)以及X射线能谱(EDS)等测试手段观察石墨烯水泥基材料的组成以及水化产物的微观形貌。试验结果表明,碳化龄期为56 d时,大尺寸石墨烯(PG1)和小尺寸石墨烯(PG2)水泥砂浆试件的碳化深度分别为3.7 mm、5.5 mm,相比空白组分别降低了58.4%、38.2%。使用R语言中的lm函数,建立了不同碳化时间时三种水泥砂浆试件的碳化深度非线性回归预测模型,研究碳化时间与碳化深度的关系,结果表明,模拟结果与试验实测值吻合度高。

关键词： 膜过滤   氧化石墨烯   纤维素膜   吸附  

摘要： 利用酸性亚氯酸钠和氢氧化钠溶液,脱除巴沙木中木质素和半纤维素,制得纤维素薄膜,研究该薄膜微观结构、元素分布与组成、浸润性等方面性能。结果表明,经化学法剥离后的纤维素吸附剂对染料亚甲基蓝的吸附容量可达120.0mg/g,与Langmuir和Temkin模型均能较好地符合。随着膜孔径的收缩和氧化石墨烯(GO)的负载,纤维素膜对抗生素的截留性能大大增强。在0.3MPa通液压力下,纤维素/GO膜的纯水通量提高至原通量的13.5倍[由56.5L/(m^(2)·h)到764.1L/(m^(2)·h)];纤维素/GO膜对环丙沙星的截留率可达65.6%(纤维素膜对环丙沙星截留率为50.9%)。

关键词： 电化学储能   石墨烯   锂离子电池  

摘要： 锂离子电容器,是一种新型的电化学储能器件。随着相关电子产业的不断发展,现有储能设备无法同时解决容量和功率之间的矛盾,而且不具备柔性,不能满足柔性电子产品的新需求。基于此需求,本文设计了新一代的石墨烯基柔性锂离子电容器。其结合了一个锂离子电池和超级电容器的综合优势,旨在打造出柔性、安全、高性价比的储能器件,具有柔韧性好,循环寿命长,能量、功率密度高、生产成本低且绿色环保等特点[1]。

关键词： 改性石墨烯   聚苯胺   水性聚氨酯   防腐  

摘要： 为了提高水性聚氨酯涂层防腐性能,以对苯二胺作为还原剂,采用Hummer法合成氧化石墨烯(GO)来得到改性石墨烯(PGO),最后与聚苯胺(PANI)进行复合制备得到PANI/PGO,将其作为填料加入水性聚氨酯乳液(WPU)中,混合均匀后涂刷至马口铁板上,对涂层进行FTIR和XRD表征.研究了复合涂层的热稳定性、力学性能、吸水性、疏水性能、耐腐蚀性能和耐酸碱性能.研究结果表明,复合涂层PANI/PGO2表现出较优异的耐腐蚀性能、耐酸碱性能及力学性能.当PGO含量为0.05%时,涂层抗拉强度达到19.8MPa,延伸率达到98.3%,涂层硬度5H,吸水率为2.26%,水接触角为70.3°,腐蚀速率可达到0.002mm/a,具备较好的防腐性能.改性石墨烯的添加,可以显著提高聚苯胺水性聚氨酯涂料的力学和防腐性能.

关键词： 石墨烯纳米带   Ni纳米粒子   超支化聚硅氧烷   摩擦学   分子动力学模拟   功能材料  

摘要： 为了改善石墨烯与双马来酰亚胺(BMI)树脂的相容性,并使其在摩擦过程中快速形成高质量自润滑转移膜,用超支化聚硅氧烷(HBPSi)和Ni纳米粒子共同改性石墨烯纳米带(GNRs),制备了HBPSi/Ni/GNRs复合粒子,将其引入到BMI树脂中制备出HBPSi/Ni/GNRs/BMI复合材料。采用FTIR、SEM、TEM、摩擦磨损试验机及分子动力学模拟对复合粒子的结构、形貌及添加量和复合材料的摩擦学性能的影响进行了考察,并探究了其摩擦磨损机理。结果表明,HBPSi和Ni纳米粒子成功负载到GNRs表面上。与GNRs相比,HBPSi/Ni/GNRs复合粒子能够显著提升BMI复合材料的摩擦学性能。当HBPSi/Ni/GNRs复合粒子添加量(质量分数)为0.6%时,HBPSi/Ni/GNRs/BMI复合材料的摩擦系数和体积磨损率均降至最低,分别为0.18和1.9×10^(-6)mm^(3)/(N·m)。HBPSi/Ni/GNRs复合粒子与BMI树脂强的界面作用是导致其复合材料抗剪切能力提升的关键。

关键词： 无机非金属材料   有机发光二极管   空穴传输层   石墨烯   柔性光电子  

摘要： 以石墨烯作为透明阳极、以1,1-双[4-[N,N-二(对甲苯基)氨基]苯基]环己烷(TAPC)作为空穴传输层,用蒸镀法构建柔性绿光OLED器件,研究了蒸镀速率对TAPC层形貌的影响和TAPC层的厚度对器件性能的影响。先控制蒸镀速率分别为0.05、0.1和0.15 nm·s^(-1)制备了厚度为60 nm的TAPC膜层,蒸镀速率为0.05 nm·s^(-1)的TAPC膜层其表面粗糙度(2.52 nm)最低。随后在保持其他材料层厚度不变的情况下,以0.05 nm·s^(-1)的蒸镀速率分别制备了厚度为50、60、70和80 nm的TAPC膜层并构建了OLED器件。对比研究发现,TAPC层厚度为70 nm的器件性能最佳,其最大亮度达到34350 cd·m^(-2),最高外量子效率(EQE)达到21.02%。该器件还具有优异的柔韧性,是色坐标位于(0.3140,0.6386)的标准绿光OLED器件。

关键词： 钠离子电池   硫化锑(Sb_(2)S_(3))   石墨烯   负极材料  

摘要： 钠离子电池(sodium-ion batteries,SIBs)具有成本低的潜在优势,有望成为替代锂离子电池(lithium ion batteries,LIBs)的储能设备。为提升钠离子电池的性能,开发出适应钠离子脱嵌的负极材料尤为重要。硫化锑(Sb_(2)S_(3))因其理论比容量高被认为是较好的钠离子电池负极材料。本文使用简单水热法将Sb_(2)S_(3)与石墨烯复合,制备Sb_(2)S_(3)/石墨烯复合材料(Sb_(2)S_(3)/Gr)。结果表明:Sb_(2)S_(3)/Gr作为钠离子电池负极时,不仅表现出良好的电导率(3.5×10~(-3)S/cm)和钠离子扩散速率(4.853×10~(-13)cm~2/s),而且在0.5 A/g的电流密度下,首圈库伦效率为76.27%,经150次循环后的比容量稳定在488 m A·h/g,表现出较高的比容量。Sb_(2)S_(3)/Gr复合材料表现出了极大的应用潜力,为高性能钠离子电池负极材料的研发提供了一定的参考价值。

关键词： 温室大棚   石墨烯材料   作物生长周期   作物产量   生长速度  

摘要： 该研究选用纯度高、结构稳定的石墨烯材料,并将其以一定比例混入草莓作物的培养土中。同时,在试验过程中,严格监控温室大棚的光照、温度、湿度条件,确保这些环境因素不会对试验结果产生干扰。通过记录草莓种子的萌发率、生长速度、生育期、产量和品质等指标,全面评估石墨烯材料的应用效果。试验结果表明,石墨烯处理组的草莓作物在生长周期和产量方面均显著优于对照组。具体来说,石墨烯处理组的草莓作物的萌发率提高9%,生长速度提高25%,生育期缩短10 d。该研究表明,温室大棚内石墨烯材料对草莓作物的生长周期和产量具有积极影响。石墨烯材料的应用能够显著提高草莓作物的萌发率、生长速度、产量,同时改善果实的品质。