关键词： 石墨烯   水泥净浆   电热性能   有限元分析   温度梯度  

摘要： 该文采用COMSOL Multiphysics有限元软件对水中可分散型石墨烯掺配水泥基材料进行温度场、应力和位移数值模拟。结果表明,在电压30 V,通电20 min后,模型最高温度为333℃,最大应力为80 MPa,最大位移为0.14 mm,且模型最高温度与试验结果偏差为3.4%,说明COMSOL Multiphysics有限元软件对电热性能分析的可靠性,为水泥基材料的电热研究提供有力的支撑。

关键词： 石墨烯   氧化石墨烯   骨组织工程   支架材料   水凝胶   骨再生   成骨诱导   细胞微环境   免疫微环境   理化特征  

摘要： 石墨烯族纳米材料(graphene‐family nanomaterials,GFNs)以其卓越的机械性能、生物相容性和促进干细胞成骨分化的能力而在骨组织工程领域备受关注。GFNs在调控骨再生微环境中发挥了多方面的作用。首先,GFNs本身微观形态能够激活黏着斑激酶/细胞外调节蛋白激酶(focal adhesion kinase/extracellular regulated protein kinase,FAK/ERK)信号通路,促进成骨相关基因的表达。其次,GFNs适应骨组织的机械强度,有助于维持骨整合,并通过调整细胞外基质的硬度,借助黏着斑(focal adhesions,FAs)将基质的力学信号传递到胞内,创造良好的理化微环境;此外,它们还能调节骨缺损部位的免疫微环境,引导巨噬细胞向M2型极化,并影响相关细胞因子的分泌。GFNs还可作为生物活性分子的缓释载体,兼具促进血管形成和抗菌能力,从而加速骨缺损的修复过程。同时,GFNs通过多种形式调控骨再生微环境,包括支架材料、水凝胶、生物薄膜和植入物涂层等。尽管GFNs在骨组织工程领域引起广泛关注,但其在骨组织再生方面的应用仍处于基础实验阶段。为了推动GFNs进入临床应用阶段,需要提供更充分的生物相容性证据,明确诱导干细胞成骨分化的机制,并开发更高效的材料应用形式。

关键词： 热声扬声器芯片   碳纳米管   石墨烯   MXene   复合薄膜  

摘要： 热声扬声器芯片是基于热声效应作为发声原理，通过空气周期性的膨胀收缩辐射出声波。相较于传统的动圈式扬声器芯片，其具有频响范围宽、无需振动元件、空间利用率高的显著特点。本文对碳基热声扬声器芯片的研究进展进行了综述，根据薄膜类型的不同分为碳纳米管芯片、石墨烯芯片、MXene芯片、碳纳米管与石墨烯复合结构的芯片。根据这四大类型，介绍了近年来典型的八种热声扬声器芯片的制备流程、薄膜结构和输出声压级响应。最后，对这八种芯片的热声效率进行对比，并展望了热声扬声器芯片的未来，对其实际应用和推广起到了一定的作用。

关键词： Graphene  

摘要： Abstract: Molybdenum disulfide (MoS2) is considered as an extremely promising alternative anode for lithium-ion batteries (LIBs) due to its two-dimensional layered structure and large theoretical specific capacity. Especially, as the key to influence the electrochemical performance, 1T phase MoS2 possesses higher conductivity. Nevertheless, the substable nature of 1T-MoS2 makes it difficult to be synthesized directly under normal conditions. In addition, it is easily transformed into the 2H phase by restacking, leading to poor electrochemical properties. Herein, glucose small molecules were selected for the in situ growth of 1T-rich phase MoS2 on N-doped graphene by a simple and efficient one-step hydrothermal method. The glucose small molecules can be uniformly inserted into the interlayer of MoS2, which effectively enlarges the interlayer spacing and at the same time ensures the structural stability and improves the reaction kinetics. Meanwhile, the novel interface consisting of carbon-inserted MoS2 and N-doped graphene (NG) provides an effective transport channel for the rapid transfer of electrons and Li+ from graphene to the metal MoS2 plane. It has been systematically demonstrated by electrochemical characterization that the MoS2/C@G has good bidirectional reaction kinetics and efficient reversible reaction. Current density at 2 A g-1 and after 1000 long cycles, MoS2/C@G can still provide 1022.4 mAh g-1 capacity. This work provides a reasonable strategy for preparing 1T-rich MoS2-based anode materials, which has a broad application prospect in energy storage devices. © 2024, The Authors. All rights reserved.

关键词： 石墨烯纳米片   密胺泡沫   发泡机理   热稳定性   阻燃性能  

摘要： 目的探究三聚氰胺与甲醛原料比例、发泡剂正戊烷含量、乳化剂OP-10含量和固化剂甲酸含量对密胺泡沫发泡过程的影响及作用机理,并制备石墨烯纳米片/密胺复合泡沫材料,改善密胺泡沫力学性能,提高密胺泡沫材料热稳定性以及阻燃性。方法通过调整原料比例、改变不同助剂的掺量探究发泡工艺对泡沫结构的影响,并研究石墨烯纳米片对复合泡沫性能的增强机制。对样品进行力学性能测试,并通过扫描电子显微镜和热重分析仪对泡沫微观结构和热力学性能进行分析。结果当三聚氰胺与甲醛物质的量之比为1︰3~1︰4时,预聚体交联度高,结构完整;当正戊烷质量分数为33%时,能够为预聚体提供足够的成核点;当甲酸质量分数为8%时,固化速度适宜;当OP-10质量分数为4%~6%时,有效降低了界面张力。添加石墨烯纳米片使复合泡沫最高压缩强度达到23.86 kPa,最高残碳率上升为8.24%,热导率仅上升0.006 W/(m·K),保持了良好的保温隔热性能。结论甲醛与三聚氰胺的物质的量之比会影响预聚体交联程度;正戊烷因其低沸点而促进了泡沫成核;甲酸通过为基体提供更多的交联点加速了固化速度;OP-10在发泡过程中通过调整与发泡剂的相容性以及作为表面活性剂发挥了作用。石墨烯纳米片的添加提高了复合泡沫的力学性能,在保持低密度和低热导率的同时进一步增强了其热稳定性及其阻燃能力。

关键词： 石墨烯   化学气相沉积   金属基底  

摘要： 石墨烯因其独特的结构以及卓越的光、电、热性能,已成为材料科学领域的研究焦点。目前,制造或分离单层和双层石墨烯的方法多种多样,其中化学气相沉积技术因其能够生产高质量石墨烯而备受青睐。化学气相沉积不仅可以在不同金属基底上成功合成石墨烯,而且具有大规模生产的潜力,操作简便,成本效益高。本文将对化学气相沉积法在不同金属基底上制备石墨烯的过程进行综述,并展望其未来的发展方向。

关键词： 电磁吸波   石墨烯   金属有机框架   磁电协同   防腐  

摘要： 优异的吸波材料不仅要满足高效的电磁波衰减特性,还要适应现代日益复杂的服役环境。本工作采用简单的沉淀和热解工艺将镍纳米颗粒(Ni NPs)均匀分散于还原氧化石墨烯(r GO)片层上,制备得到磁电协同的镍/锌/氮掺杂多孔碳@还原氧化石墨烯(Ni/Zn/NC@r GO)纳米复合材料。利用磁性纳米粒子与介电型r GO二维片层结构的协同优势,构建了完整的导电网络,优化了纳米复合材料的阻抗匹配与电磁衰减特性。同时,复合材料间多重界面提供的界面极化增强了入射波的多重反射和散射,有效提升了吸波性能。结果表明,Ni/Zn/NC@rGO–1:1纳米复合材料在匹配厚度1.67 mm时的最低反射损耗值(RL_(min))为–63.70 dB,而当匹配厚度为1.63 mm时,最大有效吸收带宽(RL<–10 d B)达到5.36 GHz。此外,复合材料的片层结构有效延长了腐蚀介质的扩散路径,掺杂Ni/Zn/NC@r GO纳米复合材料涂层的腐蚀电流密度I_(corr)达到1.437×10^(–11)A/cm^(2),防腐性能明显优于其他涂层样品,这项工作为制备高效防腐电磁吸波多功能材料提供了新思路。

关键词： 单层多孔石墨烯膜   C_(2)烃气体   分子动力学模拟   分离   吸附  

摘要： 利用分子动力学模拟研究了孔径、孔形状、官能团修饰对纳米多孔石墨烯膜分离C_(2)烃气体的效率和选择性的影响。结果表明:孔径为0.444~0.484 nm的石墨烯膜对乙烷的截留性能较好,乙烯的通过率较高;圆形孔石墨烯膜具有较高的气体通过效率,扁平孔石墨烯膜具有较高的气体分离的选择性;孔短径为0.510 nm、孔长径为1.164 nm的石墨烯膜对乙烷的截留性能较好,其乙烯通量较大;孔径为0.596 nm且孔口周围带有两个羧基的石墨烯膜对乙烯的截留性能较好,乙炔的通过率较高。所得模拟结果为设计高效、高选择性分离C_(2)烃气体的单层多孔石墨烯膜提供理论依据。

关键词： 学术期刊   石墨烯   观察与分析   科学评论   月壤   最新成果   突破性  

摘要： 日前,我国学术期刊《国家科学评论》刊发针对月壤研究的最新成果。研究人员通过对嫦娥五号钻采岩屑月壤进行严谨的观察与分析,发现了天然形成的少层石墨烯。这一突破性发现为国际首次。

关键词： 石墨烯   镍基复合材料   力学性能   CASTEP  

摘要： 采用CASTEP模块,计算石墨烯对镍原子吸附的稳定性,同时研究金属镍、石墨烯和石墨烯增强镍基复合材料晶格常数、能带宽度、形成能、态密度、弹性常数等特性。研究发现:石墨烯吸附镍原子的模型中,吸附高度依次为H位T位>B位,吸附高度与吸附能成负相关。掺杂的石墨烯弹性常数C_(11)由507.16GPa提升至653.12GPa,但是该掺杂条件下结构不稳定。研究结果为石墨烯复合材料的应用提供理论研究基础和参考依据。