关键词： 纳米冷冻机油   富勒烯   石墨烯   碳纳米管   摩擦因数   磨损体积  

摘要： 在冷冻机油中添加零维球形富勒烯(CB)、一维碳纳米管(CNTs)、二维层状石墨烯(GE)3种不同形貌的碳基纳米材料制备纳米冷冻机油,研究了在含不同质量分数(0.01%~0.10%)碳基纳米材料冷冻机油润滑条件下钢球-钢盘摩擦副的摩擦因数以及钢盘磨损行为。结果表明:随着碳基纳米材料添加量的增加,平均摩擦因数呈先降低后升高的趋势,磨损体积基本呈先升后降再升的趋势。当零维球形CB、一维CNTs、二维层状GE的质量分数分别为0.02%,0.05%,0.02%时,摩擦副的平均摩擦因数最小,分别比纯冷冻机油润滑条件下减小了约10%,12%,12%,零维球形CB降低摩擦因数的能力较弱,而一维CNTs和二维层状GE的能力较强,且较低含量二维层状GE可以达到较高含量一维CNTs的减摩效果。当零维球形CB、一维CNTs、二维层状GE的质量分数分别为0.02%,0.03%~0.05%,0.02%~0.05%时,磨损体积均最小,分别比纯冷冻机油润滑条件下减小了约59%,8%,36%。二维层状GE的综合减摩效果最佳,在添加GE的冷冻机油润滑条件下摩擦副的摩擦因数变化最平稳,磨损体积较小。

关键词： 冬奥会   保障方案   碳材料   石墨烯   开闭幕式   产业化   标准化  

摘要： 前言:创新在冬季因为举办时间在冬天,历届冬奥会面临的一大难题,就是保暖。除了开闭幕式场馆“低温开放环境温暖保障”的问题外,工作人员和志愿者也经常会遭遇因手脚冻僵而难以正常工作的困境。针对这一老大难问题,2022年北京冬奥会的保障团队历经四年对100多种温度保障方案进行了分析、验证。

关键词： 石墨烯   导热硅凝胶   导热系数   导热通路   复合材料  

摘要： 综述了石墨烯在导热硅凝胶领域的应用及研究进展,介绍了石墨烯复合硅凝胶的导热机理,分析总结了石墨烯的尺寸及层数、填充量、共价键改性、非共价键修饰以及结构设计对石墨烯基导热硅凝胶的影响,展望了石墨烯基导热硅凝胶的应用前景,并为下一步的研究开发提供思路。

关键词： 分子印迹复合材料   尼古丁   吸附   壳聚糖   氧化石墨烯  

摘要： 采用壳聚糖(CS)和聚苯胺(PANI)与氧化石墨烯(GO)交联构建了抗溶胀性的CS/PANI⁃GO尼古丁分子印迹复合材料。结果表明,其在水中浸泡10 h的溶胀率为2.7%。该复合材料作为吸附剂对尼古丁的吸附容量达到了198 mg/g。研究了吸附剂的选择吸附能力,对降烟碱和可替宁的吸附选择性系数分别达到了2.9和2.4,表明其具有良好的尼古丁特异性吸附性能。

关键词： 石墨烯   纳米腔室   等离激元   表面增强红外光谱  

摘要： 纳米红外光谱(nano-infrared spectroscopy,nano-IR)技术能够突破光的衍射极限,实现约10 nm空间分辨率的红外光谱检测,是研究纳米尺度物质化学成分和结构的重要技术手段.然而,由于纳米物质的尺寸与红外光的波长存在较大失配,导致其红外吸收信号微弱.本文理论提出了一种基于纳米腔室的声学型石墨烯等离激元(nanocavity-acoustic graphene plasmon,n-AGP)可调谐增强nano-IR检测平台.该平台可实现超高光场压缩(模式体积Vn-AGP≈10-7λ_(0)~3,λ_(0)=6.25μm)和约50倍电场增强的n-AGP激发.通过调控金纳米腔室结构和石墨烯费米能级,我们实现了n-AGP的宽频段动态调控(1290—2124 cm^(-1)).此外,由于n-AGP的电磁场高度局域在纳米腔室内,具有高的探测灵敏度,可实现单个蛋白质颗粒酰胺Ⅰ带和酰胺Ⅱ带振动指纹特征的探测(灵敏度提高约9倍).这一基于n-AGP的增强结构拓展了nano-IR技术在单分子尺度的表征能力,可广泛应用于生物、催化等领域.

关键词： 垂直石墨烯   电化学传感器   脑电   尿酸   检测  

摘要： 结合Cu(Ⅱ)离子浸渍吸附方法及直流电弧等离子体喷射化学气相沉积技术制备了一种电化学/电生理双模Cu_(2)O/Cu-垂直石墨烯微电极,并研究了电化学方法检测尿酸以及记录脑电信号的双响应性能。使用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪表征了形貌、微结构及晶体成分,并测试了电化学及脑电记录能力。结果表明,该微电极直径仅为200μm,大量镶嵌Cu_(2)O/Cu纳米粒子的石墨烯纳米片垂直生长在基片上,排列成了一种三维的多孔结构,使其具有了高的电化学催化活性、短程离子扩散路径、以及长程导电网络。由此,以10μL的饱和NaCl溶液为介质记录脑电信号时,该微电极的皮肤接触电阻低至约7.05 kΩ,生理电采集性能接近涂导电膏的商用湿电极。此外,该微电极还灵敏响应尿酸的氧化电流,检测浓度范围在0.5~500μmol·L^(-1),检测限低至0.024μmol·L^(-1),且具有良好的抗干扰能力及长期稳定性。

关键词： wrinkles   graphene   molecular dynamics simulation   chemical vapor deposition  

摘要： 关于超平整、无褶皱石墨烯的制备的课题目前已引起科学家们的极大关注.理解褶皱形成的机理对于制备超平整、无褶皱石墨烯至关重要.本文通过分子动力学(MD)模拟,研究了单层石墨烯在单层和多层铜衬底上化学气相沉积(CVD)生长过程中的降温过程.结果显示,在单层铜衬底上,石墨烯从1300 K冷却到630 K时,初步观察到了褶皱,而在多层铜衬底上,褶皱形成的起始温度约为1080 K.基于这些模拟,我们提出了褶皱形成过程:首先在铜衬底上形成山丘状原子结构,有利于褶皱成核,然后褶皱在这些位置扩展.此外,我们发现褶皱产生的临界温度与石墨烯层和铜衬底之间的粘附力成反比.我们还探讨了摩擦对褶皱密度的影响,并确定了残余压缩应变与相邻两褶皱之间的距离呈近似线性关系.基于石墨烯与Cu(111)衬底之间的摩擦力与外部压缩载荷之间的平衡关系,我们提出了一个理论模型.模拟结果和理论模型均表明,随着摩擦力的增加,相邻两褶皱之间的距离会减小.

关键词： 电解铜箔   压延铜箔   化学气相沉积法   石墨烯  

摘要： 化学气相沉积法(CVD)制备石墨烯用的铜箔往往要求其表面平整、具有较大晶粒、大面积的Cu(111)晶面取向。本研究采用不同厚度的商用压延铜箔与电解铜箔为衬底,对比分析了铜箔表面形貌、晶粒尺度与Cu(111)面的差异,并探讨了在相同条件下两类铜箔对生长石墨烯的影响。研究表明,电解铜箔的表面粗糙度在预处理与退火后均大于压延铜箔。压延铜箔由于经历变形,退火处理后晶粒尺寸为37μm,Cu(111)面比例约40%,电解铜箔退火后晶粒尺寸约为24μm,Cu(111)面比例约为28%,压延铜箔优于电解铜箔。CVD制备石墨烯后发现压延铜箔上生长的石墨烯岛的面积大于电解铜箔,石墨烯缺陷要少于电解铜箔,即相同制备条件与相同厚度下压延铜箔上制备的石墨烯质量优于电解铜箔上制备的石墨烯。

关键词： 氧化石墨烯   气凝胶   复合材料   吸波性能  

摘要： 针对石墨烯材料在吸波领域存在介电常数较大、阻抗匹配差等缺点,采用水热法调控石墨烯与Fe_(3)O_(4)的比例,制备一种兼具宽频带、轻质、高吸波性能的磁性石墨烯气凝胶复合材料(Fe_(3)O_(4)/GA)。对复合材料的形貌、结构及吸波性能进行表征和分析,结果表明,该复合材料呈三维多孔结构,Fe_(3)O_(4)纳米颗粒均匀负载在石墨烯表面;复合材料在较宽的频带上均表现出优异的吸波性能,且随着Fe质量的增加复合材料的吸波性能逐渐增强;当FeCl_(3)·6H_(2)O添加质量为0.42 g时,复合材料Fe_(3)O_(4)/GA-0.42的RLmin在15.6 GHz处达到-49.75 dB,厚度为3 mm时的有效吸收频带宽为7.12 GHz,具有良好的吸波性能。

关键词： 纸基传感器   石墨烯   人体运动   运动检测  

摘要： 为了研究石墨烯纸基传感器在人体运动中的作用,选择无尘纸为基底,使用石墨烯-碳纳米导电涂料混合聚二甲基硅氧烷(PDMS)作为涂层。基于涂料和PDMS粘性导电特点,构建传感器基底列阵结构,制作传感器信号采集系统,开展传感器灵敏度与稳定性测试。结果显示压力处于10kPa至30kPa之间时,数值为3.27kPa-1,灵敏度与稳定性良好;此外,对人体运动中产生的微小动作和剧烈动作都可起到较好的检测效果。