关键词： 条纹状堆叠   量子器件   石墨烯   应变电子学  

摘要： 石墨烯条纹状堆叠区域开辟量子器件制造新路径美国纽约大学的Elisa Riedo和Martin Rejhon研究团队对未扭转三层外延石墨烯中自发涌现的应变电子学效应与条纹状堆叠区域进行了研究。近日相关研究成果发表于《美国国家科学院院刊》。

关键词： 氧化石墨烯   旋转热管   充液率   氧化石墨烯质量分数   热阻  

摘要： 实验研究加热功率、充液率、转速和GO(氧化石墨烯)质量分数等参数对旋转热管传热性能的影响。充液率选择5%、15%、20%、25%,GO质量分数选取0.5%、0.2%、0.1%、0.05%、0.03%。实验结果表明:充液率对热阻有显著影响,需要控制在合适范围以实现最佳传热效果。5%充液率时热管启动较快,但加热功率在30 W时热管发生失效现象。10%充液率热管热阻最低,25%充液率热管热阻最高。添加GO纳米流体的旋转热管在高加热功率下与纯水热管相比显著提升了传热性能,其中GO质量分数0.5%的热管热阻对功率变化敏感度最高,当热功率为25 W时,热管在5%、10%、15%3种充液率下热阻较纯水热管分别降低54.04%、25.99%、40.19%。同时,实验发现在一定范围内增加转速可以增强冷凝液回流、减小液膜厚度,从而降低热管整体热阻,充液率为10%,GO质量分数0.05%时降幅最大,当转速从300 r/min增至1200 r/min时其热阻降低了39.76%。

关键词： 防腐蚀性能   植酸   氧化石墨烯   聚天门冬氨酸酯涂层  

摘要： 将植酸-硅烷改性氧化石墨烯(PSGO)纳米材料加入高固体分聚天门冬氨酸酯(PAE)涂层体系中,制备环境友好型高固体分PSGO/PAE复合涂层。对该涂层进行了盐雾腐蚀试验、电化学测试和现场应用试验,研究了PSGO/PAE复合涂层的防腐蚀性能,并初步探究了其防腐蚀机理。结果表明:PSGO的加入使PAE涂层的防腐蚀性能明显提升,浸泡28 d后,该复合涂层的|Z|_(0.01 Hz)仍可达1.35×10^(10)Ω·cm^(2);添加0.5%(质量分数)PSGO的PSGO/PAE复合涂层,在南海大气环境中具有优异的防腐蚀性能;植酸对金属材料的钝化保护效应和氧化石墨烯纳米片层屏蔽阻隔效应的协同作用,使PSGO/PAE复合涂层对金属基材具有双重保护。该涂层有望应用于海洋重防腐蚀等领域。

关键词： 稻壳生物炭   含汞废水   纳米材料   吸附性能  

摘要： 本文采用纳米硫化铜(CuS)和氧化石墨烯(GO)对稻壳生物炭进行改性,制备了纳米硫化铜改性生物炭(CUBC)和氧化石墨烯改性生物炭(GOBC)。研究了pH值、Hg^(2+)的初始浓度、吸附时间,以及CUBC和GOBC的不同用量对溶液中Hg^(2+)吸附的影响,进一步探讨CUBC和GOBC吸附Hg^(2+)的机制。结果表明,当溶液中Hg^(2+)的浓度为100 mg/L,添加量为0.01 g,CUBC和GOBC对Hg^(2+)的吸附量分别为84.18 mg/g和79.08 mg/g。两种生物炭对Hg^(2+)的动力学吸附特征均符合准二级动力学模型,吸附等温线更符合Langmuir模型,说明两种吸附材料对Hg^(2+)的吸附机制主要以单层化学吸附为主,且与GOBC相比,CUBC对Hg^(2+)的吸附效果更好。研究结果对含汞废水治理具有一定的指导意义。

关键词： 石墨烯膜   导热系数   稳态技术   有限元模拟  

摘要： 高导热石墨烯膜是近年来备受关注的高功率电子器件用散热材料。导热系数作为一项评价其基础性能的重要参数,实现其精确测量对于理解材料基础物性、优化制备工艺以及实际工程应用都具有重要意义。然而,现有的商业化导热测试设备,囿于测试原理、样品尺寸等因素,难以同时实现高效、准确、可靠的测量。开发操作简便、测试快捷、精度优异、可跨尺度的测量方案仍是一个重要挑战。本文提出基于稳态电热法的石墨烯膜导热系数的精确可靠测量方法,结合实验测试与仿真模拟,基于原理分析、测试优化、数据处理等三个方面,显著提升导热测量的精度与效率。测量结果的准确性受到热损校正、样品尺寸、系统设计以及数据处理等四方面因素影响。实验结果表明,热辐射和热对流引起的热损失会影响样品的温度分布和测量结果,可通过控制样品尺寸和温升来控制。对实验数据进行筛选和预处理也可以有效提高测量精度。通过实验与仿真结合,我们提出了可行的操作指南与标准化的测试方案。通过优化,该方法测量误差低于3.0%,不确定性降至0.5%,响应时间达毫秒级。本工作为准确评估材料导热性能提供有益指导,也为导热材料的热管理工程应用提供技术支撑。

关键词： Müller细胞   星形胶质细胞   石墨烯量子点   分化  

摘要： 目的探讨石墨烯量子点(graphene quantum dots,GQD)对Müller细胞重编程的影响。方法取Müller细胞随机分为对照组、去分化组、去分化+GQD组、及GQD组。去分化组和去分化+GQD组细胞由含DMEM/F12(1:1)、20μg·L^(-1)EGF、10μg·L^(-1)bFGF、2×B27和1×N2组成的无血清培养基去分化5 d;之后将去分化+GQD组及GQD组细胞采用50 mg·L^(-1)GQD处理72 h。对照组Müller细胞仅进行正常的细胞培养。免疫荧光染色鉴定Müller细胞标志物神经胶质纤维酸性蛋白(GFAP)、谷氨酸-天冬氨酸转运蛋白(GLAST)和谷氨酰胺合成酶(GS)的表达。鬼笔环肽染色观察Müller细胞是否能够摄取GQD。CCK-8实验评估不同浓度GQD对Müller细胞增殖的影响。免疫荧光染色和免疫印迹法检测GQD对正常和去分化的Müller细胞中神经祖/干细胞标志物SRY-Box转录因子2(SOX-2)和巢蛋白(Nestin)及星形胶质细胞标志物GFAP表达的影响。结果免疫荧光染色结果显示,Müller细胞中GFAP的荧光极弱,几乎不可见;GLAST和GS的荧光极强,并且主要出现在细胞质中。GQD处理24 h后,Müller细胞的胞浆中可见微量的GQD荧光。随着处理后时间的延长,Müller细胞的胞浆中GQD荧光数量逐渐增加。CCK-8实验结果显示,随着GQD处理时间的延长以及浓度增大,Müller细胞活性呈现降低的趋势。统计结果分析显示,去分化组、去分化+GQD组和GQD组Müller细胞中GFAP、Nestin和SOX-2的平均荧光强度均高于对照组,差异均有统计学意义(均为P<0.05);去分化+GQD组Müller细胞中GFAP的平均荧光强度高于去分化组,且Nestin和SOX-2的平均荧光强度均低于去分化组,差异均有统计学意义(均为P<0.05)。去分化组、去分化+GQD组和GQD组Müller细胞中GFAP、Nestin和SOX-2的蛋白相对表达量均高于对照组,差异均有统计学意义(均为P<0.05);去分化组+GQD组Müller细胞中GFAP的蛋白相对表达量高于去分化组,且Nestin和SOX-2的蛋白相对表达量均低于去分化组,差异均有统计学意义(均为P<0.05)。结论GQD有利于去分化的Müller细胞重编程为星形胶质细胞。

关键词： 甲烷热解   熔融介质   少层石墨烯   氢气   铜/金属氧化物  

摘要： 甲烷热解是一种利用化石能源制备高附加值碳材料和氢气的技术。然而,传统的化学气相沉积(CVD)法和熔融金属催化法在制备石墨烯时存在固体催化剂失活、石墨烯与催化剂分离困难以及反应温度高(≥1100℃)等问题,限制了其工业化应用。本研究提出了通过金属Cu与金属氧化物-KCl熔融介质催化甲烷热解制备石墨烯的创新方案。通过添加金属氧化物(Al_(2)O_(3)、TiO_(2)、ZrO_(2)、MgO、SiO_(2))作为分散剂,增强了Cu球活性位点的分散性,特别是Cu球体积分数为50%的Cu/ZrO_(2)和Cu球体积分数为75%的Cu/MgO催化剂,可有效制备少层石墨烯。前者表现出最佳活性,其甲烷转化率为22%,氢气产率为21.5 mmol/h,而且能产生大面积、平整的少层石墨烯。本研究为甲烷热解联产石墨烯与氢气的工业化发展提供了新的技术路线,未来有望实现石墨烯的规模化制备。

关键词： 超透镜   时域有限差分法   几何相位  

摘要： 多焦点镜头是光通信、虚拟现实显示和显微镜的重要组成部分,但传统镜头的体积庞大严重阻碍了其广泛应用。得益于超表面前所未有的光调制能力,超透镜能够以更紧凑的占地面积提供多焦点功能。目前双焦点或多焦点超透镜已经实现,但它们大部分都是将多个单焦点超透镜基于复用的形式组合成一个多焦点超透镜,导致不可避免的串扰和较低的聚焦效率,而且不便于控制不同焦点之间的相对强度。因此,文章提出了一种拟利用激光直写氧化石墨烯材料实现可调多焦点超透镜。这种设计使超透镜能够产生多个焦点,同时保持与单焦点超透镜相当的捕获目标信息的能力。该方法在光学成像、光束整形、自适应光学等领域具有重要的应用潜力。

关键词： OBE理念   仪器分析实验   电化学传感器   氮掺杂碳材料   芦丁  

摘要： 融合纳米材料和电化学传感技术,本文设计了仪器分析综合实验——基于氮掺杂还原氧化石墨烯用于芦丁电化学检测。文章探讨了OBE理念应用于前沿仪器分析实验教学,强调学生的主体地位,融合了多学科知识。本案例体现了“文献调研-材料制备-结构分析-测试应用”的逻辑思维模式,有助于培养学生自主分析能力、探索精神及专业的自信心和认同感。本文为仪器分析综合实验教学提供了良好的参考和启示,有助于教学方法创新和教学质量的提升。

关键词： 石墨烯   快速热退火   高功率磁控脉冲溅射   C:Ni:Cu薄膜  

摘要： 石墨烯作为一种先进的功能碳材料得到了广泛应用,研究通过对高功率脉冲磁控溅射(HiPIMS)技术沉积的C:Ni:Cu体系薄膜的快速热退火,在300 nm SiO_(2)/Si基底上直接制备石墨烯。研究了C_(2)H_(2)流量、薄膜厚度、工作气压、退火温度、退火时间及退火升温速率等参数对石墨烯层数和质量的影响,在上述参数分别为2 sccm、48 nm、0.3 Pa、900℃、10 min、15℃/s时,成功制备了低缺陷密度的少层(I_(2D)/I_(G)≈1.23,ID/IG≈0.45,FWHM≈71 cm^(-1))石墨烯。实验结果提供了一种较低温度下(700℃)在所需衬底上直接合成石墨烯的方法,对石墨烯制备技术的发展及石墨烯材料的应用具有重要意义。