关键词： 碳纳米管   石墨烯   复合材料   过程监控   结构健康监测  

摘要： 导电纳米材料（如碳纳米管、石墨烯等）凭借其优异压阻特性，在复合材料的层间增强增刚、电磁屏蔽和结构健康监测中广泛的应用。这类材料通过粉体、薄膜或纤维等形式集成于复合材料内部或表面，通过电阻响应实现从制造工艺优化到服役状态监测的全生命周期智能感知。当前研究聚焦于解决导电填料的分散机制、导电网络电信号的演变规律和响应灵敏度的提升等核心问题。本文系统阐述了导电纳米材料在树脂基复合材料成型固化过程、流动前锋/渗透率测量、复合材料损伤以及应力应变监测等领域的最近研究进展，突破了传统离线检测的局限。其工业应用可拓展至航空航天、风电新能源、轨道交通等高端装备和民用可穿戴设备等领域，为大型复合构件的全流程质量管控提供了创新解决方案。

关键词： Ⅲ族氮化物外延   直接合成   乙醇辅助CVD法   LED器件   氮掺杂石墨烯  

摘要： 石墨烯薄膜已成为电子和光电子应用领域极具潜力的材料。在多种合成技术中，采用化学气相沉积法可直接在绝缘衬底上生长石墨烯薄膜，具有大面积、高质量、可扩展性以及工业兼容等优势。然而，石墨烯无带隙能带结构的本征特性和化学惰性，为其在电子和光电子器件中作为功能层的应用带来挑战。氮掺杂石墨烯已成为突破这些限制的重要途径。虽然通过后等离子体处理已探索出氮掺杂石墨烯的合成方法，但其工艺复杂且难以适应大规模工业生产。本研究采用乙醇辅助法在4英寸蓝宝石晶圆上直接合成氮掺杂石墨烯，乙醇中的羟基在反应过程中助力提升石墨烯的质量。同时探究了氮掺杂类型的演变规律及其对Ⅲ族氮化物外延生长的影响，最终成功实现了半导体照明器件的点亮。本文为氮掺杂石墨烯的制备提供了有效策略，并为石墨烯材料在电子和光电子器件功能层设计提供了参考，推动了石墨烯材料在光电子领域的实用化进程。

关键词： 还原氧化石墨烯   过氧化物催化   电子迁移率   Reduced Graphene Oxide   Peroxide Catalysis   Electron Mobility  

摘要： 还原氧化石墨烯(RGO)因其独特的二维结构和优异的电子性质，在催化领域展现出巨大潜力。本文以氧化石墨烯(GO)为原料通过水热还原的方法制备了RGO，并结合机理讨论与机理验证的方法，对比探究了RGO和GO的过氧化物催化性能。通过实验结果发现，RGO的过氧化物催化性能优于GO，其原因在于RGO具有更高的电子迁移率。这一发现揭示了电子迁移率与过氧化物催化性能之间的密切关系。本研究为设计高效石墨烯基过氧化物催化剂提供了理论依据和新思路，对推动其在环境治理、能源转换等领域的应用具有重要意义。

关键词： NEPE推进剂   丙烯   快速压缩机   着火延迟期   爆燃  

摘要： 利用快速压缩机发展了可燃混合气引燃固相推进剂的实验方法，研究了C3H6/O2/Ar混合气及C3H6/O2/Ar混合气+NEPE推进剂体系着火特性，使用瞬态压力传感器和高速相机同步获得了C3H6/O2/Ar混合气及C3H6/O2/Ar混合气+NEPE推进剂体系着火过程压力及高速图像，分析了不同C3H6/O2浓度及压缩上止点压力对混合气及混合气+NEPE体系着火的影响，揭示了气相C3H6/O2/Ar混合气引燃含氧化石墨烯NEPE推进剂的机制。结果表明：C3H6/O2/Ar混合气的添加促进了含氧化石墨烯NEPE推进剂的着火，降低了其着火极限；随着C3H6/O2浓度增加，在20 bar压力下，NEPE推进剂由不着火转变为着火，并在2%C3H6/9%O2/89%Ar混合气（Mix3）条件下发生爆燃；随着压缩上止点压力的增加，Mix4与Mix4+NEPE体系由不着火转变为着火，且着火延迟期逐渐缩短。

关键词： Fe原子   石墨烯   吸附   第一性原理   气体传感器  

摘要： 为了研究H2、H2S和CO这类常见的还原性气体在未经过掺杂的石墨烯表面以及Fe原子掺杂后的石墨烯表面上的吸附特性,本文采用了基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,具体运用了平面波超软赝势来模拟这些气体的吸附过程.在计算过程中,我们重点计算了吸附能、Mulliken电荷分布、差分电荷密度、总电子电荷密度、态密度以及功函数等关键参数.结果表明:Fe原子掺杂的石墨烯表面结合能均为负值,声子谱不存在虚频,结构能够稳定.未掺杂的石墨烯对三种气体的吸附能力较弱,为物理吸附. Fe原子掺杂提高了石墨烯基底与气体之间的相互作用,吸附能提高了63倍以上,吸附距离缩短了34%以上.掺杂后的石墨烯表面与气体之间形成了化学键,属于化学吸附. Fe原子掺杂降低了石墨烯基底吸附气体的功函数,提高了灵敏度. Fe原子掺杂石墨烯吸附H2S的灵敏度达到12.29%.

关键词： 石墨烯   导电性   导热性   Graphene   Electrical Conductivity   Thermal Conductivity  

摘要： 石墨烯(G)作为一种具有独特结构的材料，具有超高的导电性、机械性及导热性，是目前研究最广泛的二维纳米材料。本文综述了石墨烯作为纳米填料在混凝土导电导热方面的最新进展，旨在填补混凝土技术、化学相互作用和混凝土基本性能之间的差距，同时G作为混凝土施工添加剂的适应性提供见解。以G/GO复掺纤维在水泥基材料中的应用为中心，简述了G/GO的功能性特点、最后，对石墨烯的应用前景进行了展望，从石墨烯的分散方法、导电机理、制备工艺等方向，提出了石墨烯在水泥基复合材料领域中的研究建议。

关键词： 还原氧化石墨烯   白炭黑   溶聚丁苯橡胶   动态力学性能   Reduced Graphene Oxide   White Carbon Black   Dissolved Polystyrene Butadiene Rubber   Dynamic Mechanical Properties  

摘要： 将水合肼与氧化石墨烯(GO)在特定条件下进行反应，通过水合肼的还原作用，成功制得还原氧化石墨烯(RGO)。随后，将RGO与溶聚丁苯橡胶(SSBR)进行胶液搅拌混合，利用高温煮出工艺，使RGO均匀分散在SSBR胶液中。对制备的RGO/白炭黑/SSBR纳米复合材料进行性能测试。结果显示，RGO的加入显著提高了材料的力学性能，拉伸强度从10.7 MPa提升至13.1 MPa，提高约22.4%，硬度从65提高至68，这主要归因于RGO与橡胶基体之间的良好界面相互作用以及其优异的力学增强效果。同时，白炭黑的协同作用进一步优化了材料的耐磨性，磨耗从0.432 cm3减少到0.332 cm3，下降幅度23.2%。此外，通过动态力学分析发现，复合材料在0℃时抗湿滑性能和60℃时滚动阻力均有所改善，使其在高性能橡胶制品领域具有广阔的应用前景。

关键词： 手性d+id超导态   约束路径量子蒙特卡洛方法   扭角双层石墨烯超导体   磁性  

摘要： 为深入理解扭角双层石墨烯系统中关联态之间的关系和超导配对机理以及扭转角度对超导电性的影响，本文采用大尺度无偏差的约束路径量子蒙特卡洛方法在构建的扭角双层石墨烯有效二轨道哈伯德模型中进行了系统的数值模拟。首先，从电声子耦合的层面，数值模拟结果显示晶格间近邻吸引库仑相互作用强烈地增强系统主导的手性d+id超导电子配对对称性，并且发现布里渊区Γ点附近的反铁磁序也存在同样的增强效应，这说明反铁磁序是形成手性d+id超导态的先决条件。更为重要的是此理论结果表明电声子耦合对调控超导电性具有重要的作用。其次，从双层石墨烯扭转角度的层面，我们讨论了扭转角度对超导电性的影响，数值模拟结果表明扭转角度在1.08°附近，随着扭转角度的减小系统主导的手性d+id超导电子配对对称性以及反铁磁序同样表现出增强的协同效应。最后，本文的研究结果为进一步揭示扭角双层石墨烯中的超导机理和提高系统的超导临界转变温度提供了重要的研究方向。

关键词： CO   激光   激光诱导   竹材   石墨烯   结构表征  

摘要： 激光诱导石墨烯是通过激光诱导含碳前驱体得到的一种新型纳米材料，因其优异的导电性能、较高的原子迁移率和较强的机械性能等优点，广泛应用于传感器、电池以及能源储存等领域，备受国内外学者的广泛关注。笔者探讨了一种以硼酸溶液预处理的竹材为原料，在空气条件下利用波长为10.6 μm的CO2连续激光制备石墨烯的方法，通过拉曼光谱（Raman）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射光谱（XRD）和X射线光电子能谱（XPS）等表征技术，对激光辐照后产物的结构特性、微观形貌、结晶相和元素含量等进行研究和分析。结果表明：Raman图谱展现出D峰、G峰和2D峰3个典型的特征峰，证明了激光诱导石墨烯的存在；由SEM图可观察到激光诱导石墨烯呈现出多孔结构；XRD图谱在26°和43°左右出现的特征峰分别对应非晶碳的（002）和（100）晶面，进一步证实了激光诱导石墨烯的典型碳材料结构；XPS图谱显示经激光辐照后产物主要由sp2杂化的C原子构成。本研究丰富了激光诱导石墨烯制备技术，为竹材高值化利用和石墨烯制备提供了一种高效经济的方法。

关键词： 相变微胶囊   氧化石墨烯   Pickering乳液   纳米材料   复合材料  

摘要： 相变微胶囊利用微胶囊技术将相变材料封装在壳内，有效解决了相变时的泄漏问题，但仍存在热导率低和功能单一等问题。氧化石墨烯凭借其独特两亲性，为Pickering乳液制备及相变微胶囊设计提供了新策略。本文介绍了氧化石墨烯的两亲性特征及其稳定Pickering乳液的作用机理，概述了氧化石墨烯的尺寸、pH值、离子浓度和表面改性等因素对氧化石墨烯两亲性调控的影响。重点综述了基于氧化石墨烯稳定的Pickering乳液制备氧化石墨烯/有机壳和氧化石墨烯/无机壳相变微胶囊的研究进展，详细阐述了不同壳材的制备方法、合成原理及其优缺点，并概括了氧化石墨烯和壳材等对相变微胶囊热性能的影响，主要包括导热性能、蓄热能力、热稳定性等。最后指出基于氧化石墨烯稳定的Pickering乳液制备相变微胶囊存在的问题和未来发展方向，应精确调控氧化石墨烯的两亲性，进一步探究氧化石墨烯与壳材的作用机制及相变微胶囊的性能提升机理，加大多功能相变微胶囊的研发力度，拓宽相变微胶囊的应用。