关键词： 相变材料   电热转换   聚乙二醇   相变焓  

摘要： 文中采用价格低廉的多层石墨烯(MLG)为导电填料,潜热较高的聚乙二醇(PEG)相变材料为基体,通过溶液共混法制备了具有良好电热性能的复合相变电热膜。通过扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射仪(XRD)、差示扫描量热分析(DSC)、热重分析(TGA)、升降温实验等分析了相变电热材料的表面形貌、结构性能、相变焓、热稳定性和电热性能。SEM结果表明,MLG与PEG基体中分散较好,并在PEG中构建了MLG杂化网络,其中MLG提供了导热路径,并限制了PEG在相变过程中的泄漏。FT-IR和XRD结果表明,在制备过程中,PEG与MLG之间没有发生化学反应,但PEG的结晶度有所降低。DSC和TGA分析表明,MLG质量分数为7%时,该复合相变材料相变焓为164J/g,开始热失重温度为300℃左右。升降温实验表明电热膜具有可靠的温度调节性能,3gPEG/MLG(7%)样品在20V电压下可升温至91.3℃,并且能在相变温度65℃附近保温280s以上。

关键词： 石墨烯   人工表面等离激元   极端环境   端射天线  

摘要： 面向极端环境中的通信与探测需求,提出一种石墨烯人工表面等离激元天线阵。该天线采用高导电石墨烯薄膜材料制成,结构形式为人工表面等离激元。其中,人工表面等离激元电磁结构分为传输段与辐射段,传输段用以实现显著的慢波特性与场局域性,进而获得低剖面与小型化;辐射段用以实现高定向性的端射辐射,并进行方向图合成。高导电石墨烯薄膜使天线拥有多种物化环境下的耐受性。经仿真与实测验证,天线整体剖面为50μm,在1000次弯折试验、-200~200℃高低温试验、酸性试验、碱性试验、盐雾试验的极端条件试验后,能够提供5.5~6.5 GHz频段范围内S11参数小于-10 dB良好的阻抗匹配,工作带宽内峰值增益为9.3 dBi。

关键词： 可穿戴   传感   纤维素   角蛋白   碳纳米管   石墨烯   离子液体  

摘要： 纤维素(CE)和角蛋白(FK)是来源丰富的天然材料,纤维素已经应用在生产生活各个领域,而作为羽毛主要成分的角蛋白大多被废弃了。把角蛋白复合到纤维素中,可以废物利用、改善纤维素材料的性能。首先以离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([Bmim]Cl)溶解纤维素与角蛋白,以环氧氯丙烷(ECH)为交联剂使CE与FK联结成网络,利用离子液体对石墨烯或碳纳米管π-π堆积的屏蔽作用,使碳纳米管或者石墨烯很好地分散到纤维素/角蛋白交联网络复合体系,提升材料的导电性能与力学性能。所制得的复合薄膜拉伸强度和应变能达到64.5 MPa和58.0%,弯曲30°、60°、90°时,电阻会增加10%、14%和35%,可以通过薄膜形变引发的电阻变化监测人体运动行为的变化,因此,该复合薄膜有希望应用于监测运动的可穿戴电子设备,用于运动、医疗等领域。

关键词： 还原氧化石墨烯   多壁碳纳米管   气凝胶   蒸发性能  

摘要： 石墨烯片层间由于π-π相互作用会形成堆叠结构,不利于水体传输,影响石墨烯基材料的水蒸发性能。为改善石墨烯片层间的堆叠结构,形成较多的水体传输通道,提高石墨烯基材料的水蒸发性能,在氧化石墨烯(GO)中复合不同含量的多壁碳纳米管(MWCNT),采用水热还原法得到复合水凝胶,最后利用冷冻干燥法得到多壁碳纳米管复合还原氧化石墨烯气凝胶(MWCNT/rGOA)。研究了MWCNT含量对还原氧化石墨烯气凝胶微观结构与水蒸发性能的影响,并对MWCNT/rGOA的结构和性能进行了表征。结果表明,当MWCNT含量较低(MWCNT与GO质量比为0~0.4)时,随着MWCNT含量的增加,石墨烯片层间距增大,气凝胶内部水通道更加丰富,水蒸发性能增强。随着MWCNT含量的继续增加(MWCNT与GO质量比为0.4~0.7),MWCNT大量团聚,破坏了气凝胶内部的水通道,水蒸发性能减弱。当MWCNT与GO质量比为0.4时,MWCNT/rGOA的水蒸发速率和光热转化效率均达到最大值,分别为1.75 kg/(m^(2)·h)和91.1%。

关键词： 泡沫铜   氧化石墨烯   沉积层   高温还原   热扩散系数  

摘要： 为研究及提升泡沫铜的热扩散性能,利用不同溶剂制备氧化石墨烯混合溶液,通过机械沉积(GO-无水乙醇-丙酮混合溶液沉积)、电沉积(GO-CuS4O混合溶液电沉积、KH550改性GO电沉积)两种不同的沉积方法将氧化石墨烯(GO)附着到经过预处理的泡沫铜表面,后通过高温还原法去除氧化石墨烯表面多余的含氧基团,将其还原为还原氧化石墨烯(rGO),研究材料热扩散性能及泡沫铜表面rGO的存在状态。研究结果表明,通过GO-无水乙醇-丙酮混合溶液沉积的泡沫铜表面沉积层最为均匀完整,经高温还原后性能提升也最为明显,其低温热扩散系数由纯泡沫铜的29.06 mm^(2)/s提高为56.81 mm^(2)/s,提升了95.5%。与热扩散系数为50.26 mm^(2)/s的T2铜片相比,其热扩散系数亦提高13.09%。GO在泡沫铜表面的沉积方式对沉积效果影响显著,GO经过高温还原为rGO后均可以有效提升泡沫铜的热扩散性能。

关键词： 一氧化氮   MXene   三维还原氧化石墨烯   碳纤维超微电极  

摘要： 一氧化氮(NO)作为人体内重要的二级信使,在多种生理过程中起到关键作用,对其高灵敏度、高选择性的在体检测至关重要。基于电化学方法快速、准确、灵敏度高等优点,本研究提出了基于还原氧化石墨烯-MXene三维复合材料修饰碳纤维超微电极的NO检测方法。利用碳纤维超微电极极小的体积、良好的生物相容性和较高的灵敏度等优点,最大限度的减小电极本身对生物体的刺激和损伤。利用还原氧化石墨烯-MXene复合材料大的比表面积、高电导率、丰富的多孔结构及金纳米材料对NO的高催化性能,聚苯胺和聚邻苯二氨的高导电性和分子过滤性能,提高了电极的灵敏度和选择性。测得NO的线性检测范围为0.11~235.67μmol/L(R^(2)=0.998),检出限(S/N=3)为16.8 nmol/L,灵敏度为0.23 nA/(μmol/L)。该电极对抗坏血酸、多巴胺等体内常见干扰物没有响应,具有较强的抗干扰能力。

关键词： Laser-irradiation technology   System coupling   Graphene-based   Heat dissipation membranes   Crease-free  

摘要： The advancement of flexible electronics demands improved components,necessitating heat dissipation membranes(HDMs)to exhibit high thermal conductivity while maintaining structural integrity and performance stability even after extensive ***,we have devised a laser-modulated reduction technique for graphene oxide(GO),enabling the fabrication of high-quality,large-scale,lowdefect graphene,which yields high-performance HDMs after orderly *** work underscores the crucial role of the laser wavelength and dispersion liquid's coupling intensity in influencing the morphology and properties of *** coupling effect and energy conversion are realized when a laser of 1064 nm wavelength irradiates a triethylene glycol(TEG)/N,N-Dimethylformamide(DMF)*** unique synergy generates high transient energy,which facilitates the deprotonation process and ensures a swift,comprehensive GO *** contrast to conventional water-based laser reduction methods,the accelerated reaction magnifies the size of the graphene sheets by mitigating the ablation *** membrane construction with an ordered structure,the corresponding membrane exhibits a high thermal conductivity of 1632 W m^(-1)K^(-1),requiring only~1/10 of the total preparation time required by other reported ***,the resulting HDM demonstrates superior resilience against creasing and folding,maintaining excellent smoothness and negligible reduction in thermal conductivity after violent *** combination of exceptional flexibility and thermal conductivity in HDMs paves the way for long-term practical use in the flexible electronics industry.

关键词： 钛酸钡   聚偏氟乙烯-三氟乙烯   氧化石墨烯   压电材料   成骨分化  

摘要： 目的:探讨氧化石墨烯-壳聚糖改性的钛酸钡纳米颗粒(BCG-NPs)与聚偏氟乙烯-三氟乙烯(P(VDF-TrFE))复合压电材料对人脐带间充质干细胞(hWJ-MSC)成骨分化的影响。方法:采用滴涂法在钛表面制备BCG-NPs/P(VDF-TrFE)涂层(BCGP-Ti),对其表面形貌、物相组成、亲水性和压电性能进行表征。通过模拟体液浸泡实验检测样本体外矿化的能力。将hWJ-MSC接种在样本表面,采用CCK-8检测细胞活力,细胞骨架染色观察hWJ-MSC铺展情况,碱性磷酸酶(ALP)和茜素红染色分别评估ALP活性和矿化水平,实时荧光定量PCR和免疫荧光染色检测成骨分化相关基因和蛋白表达。将Ti棒与BCGP-Ti棒分别植入SD大鼠股骨,Micro-CT和组织学染色观察骨整合效果。结果:扫描电镜和X射线衍射分析证实BCGP-Ti涂层成功构建。极化后BCGP-Ti具有良好的压电响应,其亲水性优于Ti和未极化的BCGP-Ti(P<0.01),体外矿化的能力高于Ti和未极化的BCGP-Ti(P<0.01)。hWJ-MSC在极化后BCGP-Ti表面铺展的面积较Ti组增加(P<0.05)。与Ti相比,极化后BCGP-Ti促进hWJ-MSC矿化水平、ALP以及Ⅰ型胶原蛋白(COL1)、Runt相关转录因子(RUNX2)、骨钙素(OCN)等成骨分化相关基因和蛋白的表达(P<0.05),在体内实现更好的骨整合。结论:在钛基表面构建BCG-NPs/P(VDF-TrFE)涂层可诱导hWJ-MSC成骨分化促进骨整合。

关键词： 光子轨道角动量   石墨烯   混合等离子体波导   双折射效应   模式耦合  

摘要： 为满足现代社会对通信容量日益增长的需求,设计了一种基于石墨烯混合等离子体波导的可重构光子轨道角动量产生及转换器,利用时域有限差分法对器件的性能进行了仿真分析.仿真结果表明:石墨烯费米能级为0 eV时,该装置实现了拓扑荷由+1向−1或者−1向+1的光子轨道角动量的转换,转换效率达到93.6%;石墨烯费米能级为0.9 eV时,该装置可以将线偏振光转换为携带轨道角动量的涡旋光,此时该器件还可以用于识别拓扑荷为±1的涡旋光.

关键词： 氧化石墨烯掺杂改性   UO_(2)芯块   固-液混合法   放电等离子烧结   热导率  

摘要： 氧化石墨烯(Graphene Oxide,GO)掺杂改性二氧化铀(UO_(2))芯块是高性能核燃料研究的重点方向之一。为实现GO在UO_(2)芯块中的均匀分布及掺杂量的有效控制,利用固-液混合法和重铀酸铵(Ammonium Diuranate,ADU)共沉淀法制备了不同GO掺杂量的UO_(2)粉末,研究了制粉方法及GO掺杂量对GO在UO_(2)中混合均匀性的影响。采用放电等离子烧结制备了不同GO掺杂量的UO_(2)-GO芯块,探索了不同烧结参数的影响,并对燃料芯块的性能进行测试。结果表明,固-液混合法制备的GO掺杂UO_(2)粉末混合均匀度更好;放电等离子烧结得到的UO_(2)-GO芯块密度最高可达97.6%T.D.;GO掺杂量为1.5 wt.%的芯块在1000℃下的热导率较常规UO_(2)芯块提高了85.9%;制备的UO_(2)-GO芯块晶粒尺寸较为均匀,GO均匀分布在晶界处并形成了桥联导热网络,有效提升了掺杂芯块的热导率。