关键词： 碳纳米管   石墨烯   嵌段共聚物   动态流变特性  

摘要： 采用熔融共混法分别制备了碳纳米管,石墨烯填充SIS(聚苯乙烯-聚异戊二烯-聚苯乙烯)三嵌段共聚物的复合材料。通过小角散射(SAXS),动态力学分析仪(DMA),旋转流变仪研究了两种填料对复合材料的微观结构以及动态流变学的影响。研究表明碳纳米管和石墨烯的加入不会改变SIS的相结构,但可以限制两相分子链的运动。复合材料的黏弹性受填料的结构和含量影响。碳纳米管的加入对SIS复合材料的黏弹性改变要强于石墨烯。当碳纳米管添加质量分数为1%时,复合体系发生了黏弹逾渗。

关键词： 石墨烯纳米带   太赫兹滤波器   等离激元  

摘要： 本研究探讨了一种利用梯度化的石墨烯纳米带阵列所构建的太赫兹滤波装置。通过COMSOL Multiphysics® 6.1全波仿真平台,建立了双层异质结构模型:顶层由宽度渐变(0.5~0.7 μm)的石墨烯纳米带阵列组成,而底部采用SiO2介质层支撑。研究揭示,纳米带宽度梯度变化可诱导等离激元共振频率产生0.77 THz的偏移,通过阵列协同效应形成1.18 THz的宽带吸收。仿真结果表明,该组件比起均匀光栅带宽拓展了90%。这一发现不仅展示了梯度化石墨烯纳米带阵列在太赫兹滤波领域的卓越性能,也为未来太赫兹技术的发展提供了新的可能性。我们期待这项研究能够为相关领域的应用带来实质性的突破,推动太赫兹技术的进一步发展和普及。In this study, a terahertz filter device based on a gradient graphene nanoribbon array was developed. Using the COMSOL Multiphysics® 6.1 full-wave simulation platform, a two-layer heterostructure model was constructed: the top layer consisted of a graphene nanoribbon array with a gradient width (0.5~0.7 μm), while the bottom layer was supported by a SiO2 dielectric layer. It is revealed that the change of nanoribbon width gradient can induce a shift of 0.77 THz in the resonant frequency of plasmon, and a wide band passband of 1.18 THz is formed through the array synergy effect. Simulation results show that the bandwidth of this component is 90% larger than that of uniform grating. This discovery not only demonstrates the excellent performance of gradient fossil ink nanoribbon arrays in the field of terahertz filtering, but also provides new possibilities for the development of terahertz technology in the future. We expect that this research will bring substantial breakthroughs in the application of related fields and promote the further development and popularization of terahertz technology.

关键词： 环氧富锌底漆   石墨烯   粉末涂料   氟碳面漆   防腐  

摘要： 本研究旨在解决传统高含锌防腐涂料所存在的多项问题。采用原位聚合技术成功将高品质的薄层石墨烯与环氧树脂复合,制备出纳米级有机/无机复合粉前驱体,从而替代传统的环氧树脂粉末和石墨烯粉末直接简单混合的方法,最终实现低锌含量的环氧石墨烯锌粉粉末涂料的制备。通过石墨烯与环氧树脂的复合,有效减少了锌粉的使用量,同时保持了涂料的防腐性能。在此基础上,进一步采用超耐候型含氟面涂粉末作为面涂层,提升了涂层的组合防腐效果。通过2 000 h的盐雾试验、1 200 h的氙灯人工加速老化试验以及1 000 h的湿热试验发现,涂层未出现起泡、脱落、生锈或剥离等现象,可满足C2—C4环境下10~15年的免维护周期需求。此项创新不仅解决了传统粉末涂料涂装后表面疏松、密度不足等问题,还成功应用于高速公路波形护栏、桥梁钢结构、户外钢结构涂装等领域,有效降低了维护成本,为石墨烯粉末重防腐涂料的开发应用提供了新的思路和方法,也为制造业的节能减排和推动绿色发展做出贡献。

关键词： 湿气发电   镁空气电池   协同发电   再生纤维素  

摘要： 设计了一种绿色的再生废纸纤维素(RCe_(wp))与氧化还原石墨烯(rGO)复合的薄膜(RCe_(wp)/rGO)并将其作为活性材料,其在7000 s的循环中稳定输出的最大峰值电流为10μA,且在100Ω负载下的输出功率最高可达2.34μW·cm^(-2)。同时,研究表明金属集流体对湿气发电的影响显著,其中不锈钢集流体在70%的相对湿度(RH)条件下,产生的开路电压最大可达53 mV,因为集流体的氧化还原反应在湿气作用下增强了电流和电压的输出。此外,该湿气发电薄膜与镁空气电池结合时表现出优异的性能:在50%RH下,RCe_(wp)/rGO电极能够产生高达1.37 V的开路电压(Voc)和0.132 mA·cm^(-2)的短路电流密度;当RH升高至90%时,开路电压进一步增大至1.57 V,短路电流密度达到64.2 mA·cm^(-2)。而对于未与湿气发电薄膜相连的Mg-滤纸-Ni电极,其输出功率和短路电流密度仅为3.76×10^(-4) mW和0.306μA·cm^(-2)。

关键词： 复合材料   聚苯胺   氮掺杂   石墨烯   超级电容器  

摘要： 超级电容器作为一种重要的储能器件,其电化学性能的好坏与电极材料密不可分。若将石墨烯与聚苯胺结合制备成复合材料,利用其双电层电容和法拉第电容两种储电方式,可大大提高超级电容器的储电能力。本工作运用原位聚合的方式把聚苯胺纳米线沉积在石墨烯的片层之上,利用扫描电子显微镜(SEM),傅里叶红外光谱仪(FTIR),X射线衍射仪(XRD)对掺杂态聚苯胺在石墨烯表面的形貌及成分进行表征和分析;再将聚苯胺/石墨烯浆料涂抹于泡沫镍板上,制备成石墨烯复合电极,并组装成超级电容器;借助电化学工作站对组装后电容器展开循环伏安测试、恒流充放电测试以及电化学阻抗测试。结果发现,聚苯胺/石墨烯复合材料可以经受一个比较宽的电流密度范围,有较好的电容和循环稳定性。在1 A/g的电流密度下进行测试,聚苯胺/石墨烯复合电极质量比电容为336 F/g。聚苯胺/石墨烯复合电极的比电容与石墨烯电极的比电容相比较,提高了44%;与石墨电极的比电容相比,更是提高了560.1%。由此可以看出,采用原位聚合方法在石墨烯表面生成的聚苯胺纳米线与石墨烯结合得更好,有助于赝电容的发挥,可大大提高石墨烯超级电容器的比电容,促进了石墨烯在超级电容器方面的应用。

关键词： Graphene   3D network   Synthesis   Energy storage   Energy conversion  

摘要： Three-dimensional(3D)graphene monoliths are a new carbon material,that has tremendous potential in the fields of energy conversion and *** can solve the limitations of two-dimensional(2D)graphene sheets,including interlayer restacking,high contact resistance,and insufficient pore *** constructing interconnected porous networks,3D graphenes not only retain the intrinsic advantages of 2D graphene sheets,such as high specific surface area,excellent electrical and thermal conductivities,good mechanical properties,and outstanding chemical stability,but also enable efficient mass transport of external fluid *** summarize the fabrication methods for 3D graphenes,with a particular focus on their applications in energy-related *** including chemical reduction assembly,chemical vapor deposition,3D printing,chemical blowing,and zinc-tiered pyrolysis have been developed to change their pore structure and elemental composition,and ways in which they can be integrated with functional *** terms of energy conversion and storage,they have found broad use in buffering mechanical impacts,suppressing noise,photothermal conversion,electromagnetic shielding and *** have also been used in electrochemical energy systems such as supercapacitors,secondary batteries,and *** reviewing recent progress in structural design and new applications,we also discuss the problems these materials face,including scalable fabrication and precise pore structure control,and possible new applications.

关键词： Dirac费米子   量子点阵列   多重散射理论   电子超构表面  

摘要： 理论展示了一种用于操控石墨烯弹道电子的新型超构表面.该超构表面是由多个周期排列的复原胞组成的一维门控量子点阵列,其中每个复原胞由半径梯度变化的一组门控量子点组成,且施加在所有门控量子点上的偏压相同.严格的米氏散射理论和多重散射理论揭示了,由不同复原胞组成的超构表面能够使入射电子波以近100%效率发生不同角度的偏转,从而达到控制电子传输的目的.该超构表面相当紧凑,波前整形能够在远低于电子室温弹道输运距离的范围内完成.以这种超构表面为基础发展的电子光学元件,其尺寸将大幅减少.这为电子光学摆脱对低温条件的依赖,发展更加实用的室温石墨烯电子光学技术提供了解决方案.

关键词： 石墨烯   敷料   纳米复合物   多重耐药菌   抗菌   创面愈合   石墨烯复合材料  

摘要： 在许多发达国家和发展中国家,老龄化问题日益严重。衰老的免疫细胞难以抵御细菌的侵袭,所以耐药菌日益增多,难愈创面也越来越多,传统的抗生素治疗方案已不能解决创面耐药菌所带来的危害,多国学者也尝试从多个方向探讨耐药菌的防治问题。石墨烯应运而生,它在抗菌方面有着很好的应用前景,并且越来越多的新研发的复合生物材料已经得到应用。该文重点阐述了石墨烯材料在创面耐药菌治疗中的抗菌机制,分析了石墨烯和纳米材料、壳聚糖、姜黄素、季铵盐、聚多巴胺等复合后的研究进展,并对当前存在的问题进行了总结,对未来的发展方向进行了指引,让读者能够更全面、更系统地了解石墨烯家族。

关键词： 人体热管理   气凝胶薄膜   石墨烯薄膜   毛细水冷管  

摘要： 【目的】为有效降低能源消耗并改善高温环境下的人体热舒适性,提出一种能够直接调节人体周围环境温度的热管理策略。【方法】首先,设计一种基于气凝胶薄膜、毛细水冷管和石墨烯薄膜的人体热管理系统。其次,通过相关试验测试气凝胶和石墨烯薄膜厚度、毛细水冷管的水流量及水温对该系统受热面和冷表面之间平均温差的影响。【结果】水流量从20 mL/min增至40 mL/min时,冷热表面温差从5.5℃增加到8.1℃,系统散热效率增加;毛细管的水温从12℃升高到18℃时,温差从5.5℃减小到4.3℃,系统散热效率降低;气凝胶膜厚度从1.0 mm增加到3.0 mm时,温差从约3.5℃上升到8.2℃,其隔热性能提高;石墨烯薄膜厚度从0.10 mm增加到0.20 mm时,温差从11.6℃减小到8.2℃,其传热效果提高。【结论】研究结果有助于深入理解人体热管理系统的性能特征,可为设计和开发轻便舒适的新型液冷服提供参考。

关键词： 城市污泥   污泥基氧化石墨烯   水泥基复合材料   抗压强度   抗折强度   建材化  

摘要： 研究污泥基氧化石墨烯(GO)对水泥砂浆力学性能的影响,探讨城市污泥无害化处置方法,为实现城市污泥建材化资源化高效利用提供思路。采用改进Hummers法制备污泥基GO,对其结构和形貌进行表征,研究PVP、NS两种分散剂的投加量及超声时间对分散效果的影响,进而考察GO对水泥砂浆力学性能的影响。SEM、XRD及FTIR检测结果表明GO具有明显的片层结构,在掺量为0.8 g/mL、超声处理时间为4 h最佳处理条件下,GO&PVP分散液分散效果较好,GO&NS分散液的吸光度更高;当GO&NS掺量为0.07%时,复合水泥基体3 d的抗压抗折强度分别为30.32 MPa和6.14 MPa,较空白组分别提高了33.22%和20.16%。采用改进Hummers法制备的污泥基氧化石墨烯可应用于水泥基复合材料的制备,对提升水泥砂浆的力学性能具有良好效果。