关键词： 氧化铝纤维   工业制品   石墨烯   碳纳米材料   物理和化学性质   研究团队   实验室  

摘要： 石墨烯作为一种二维碳纳米材料,因其独特的物理和化学性质而备受关注。然而,如何将石墨烯有效地应用于实际工业制品中仍是一个挑战。近期,北京大学、北京石墨烯研究院刘忠范、亓月研究团队在《Nature Communications(自然·通讯)》杂志上发表了相关研究成果,介绍了一种在商业氧化铝纤维/织物(AFs/AFFs)上通过化学气相沉积(CVD)技术生长石墨烯的方法,并成功实现了石墨烯氧化铝纤维/织物(GAFs/GAFFs)的大规模生产。该研究团队直接在非金属目标基底上生长石墨烯,以避免传统的石墨烯在金属基底上CVD生长后复杂且高成本的转移过程。试验中,在γ-Al2O3(氧化铝)纤维上进行石墨烯生长,并提出了一种新的“蒸汽-表面-固体(VSS)”生长模型。

关键词： 过硫酸盐活化   铁酸铜复合材料   单线态氧   抗生素抗性基因(ARGs)   基因水平转移  

摘要： 抗生素抗性菌(ARB)和抗性基因(ARGs)作为新兴污染物,严重威胁着人类健康和生态安全.通过冷冻干燥法制备了还原性氧化石墨烯(rGO)包覆的g-C3N4掺杂铁酸铜催化材料(rGO-CNCF),通过XRD、FTIR、XPS、SEM-EDS、TEM和DRS等分析手段对复合材料进行了表征,并构建了可见光助rGO-CNCF活化PMS系统,用于水中ARB和ARGs的去除.结果表明,在催化剂投加量为0.2 g·L^(-1),PMS投加量为0.3 g·L^(-1),溶液初始pH值为7.0时,30 min内Vis-rGO-CNCF/PMS高级氧化系统可实现对8.01 log SAARB的完全灭活.该系统能够有效降低SA-ARGs的水平转移能力,对于胞内和胞外游离态的SA-ARGs具有良好的破坏能力.同时,该高级氧化体系可以实现对水体中磺胺类抗生素及其ARB和ARGs的协同处理.该系统可以破坏ARB的细胞膜结构,使细胞破碎,淬灭实验表明,起主要作用的活性物质是单线态氧(^(1)O_(2)).研究结果可以为处理水中的ARB和ARGs污染及控制ARGs的水平转移提供一种有前景的方法.

关键词： 硅烷基丙烯酸涂料   氧化石墨烯   常温固化   接地材料   防腐蚀  

摘要： [目的]水性丙烯酸乳液涂层在力学性能、耐久性和附着力方面有待提高。[方法]将改性后的硅氧烷基丙烯酸乳液与氧化石墨烯等功能性填料进行混合,制备出一种具有高力学性能、高耐久性和良好附着力的常温固化型硅烷复合丙烯酸涂料。选用镀锌钢板作为基材,对涂料进行施工,并对其性能进行了测试。[结果]添加氧化石墨烯后,丙烯酸涂料的附着力达到0级,铅笔硬度达到6H,并且在耐水性、耐碱性、耐盐雾性等方面均有显著提升。[结论]该涂料满足了接地引下线与接地体之间腐蚀防护的技术要求。

关键词： 五边形石墨烯双层   电子结构和磁性调控   第一性原理计算  

摘要： 基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,我们研究了五边形石墨烯双层结构表面氢氟化对其电子结构及磁性的调控.计算结果表明,氢氟化的五边形石墨烯双层可以在价带顶和导带底出现自旋极化态,从而诱导出磁性且有效降低带隙.基于这一特性,我们进一步发现通过调控氢氟化覆盖度能够有效调节体系带隙及磁矩,并且随着覆盖度增加实现了五边形石墨烯双层从半导体-金属-半导体的转变.

关键词： 超表面   石墨烯   传感器   太赫兹  

摘要： 提出一种基于石墨烯与周期性金属微结构谐振器相结合的超表面生物传感器，并利用该传感器对L-精氨酸（L-Arg）和D-酪氨酸（D-Tyr）进行了透射光谱检测。结果表明，该传感器对L-Arg和D-Tyr的检测限（LOD）均达到了200 fg/mL,表现出很高的检测精度。石墨烯的引入显著提升了传感器的检测灵敏度，待测物质通过调控石墨烯狄拉克点附近的费米能级（EF）实现灵敏响应。通过引入小波变化对测得信号进行分析，并利用二维小波系数强度图有效识别不同浓度的L-Arg和D-Tyr。基于石墨烯和超表面结合的复合结构生物传感，为进一步提升THz生物传感器的检测精度提供了新的路径。

关键词： 石墨烯   纳米材料   氢氧化钙   加固   石墨烯量子点  

摘要： 纳米Ca（OH）2对风化后的大理岩石质文物有良好的加固效果，在较低温度下得到性能优异的纳米颗粒对其成本降低和推广应用有重要意义。本研究通过调节反应温度，引入石墨烯量子点，制备得到了一系列石墨烯/Ca（OH）2纳米复合材料，并采用TEM、激光粒度仪、Raman、FTIR、UV-Vis、XRD、SEM、分光测色仪、压汞仪、硬度计、超声波测速仪等对材料形貌组成、相对动力学稳定性、碳酸化反应和模拟样品加固性能进行分析研究。结果表明反应温度的适当升高有利于石墨烯与Ca（OH）2的复合，以及纳米颗粒粒径的减小，在80℃下得到的产物相对动力学稳定性、碳酸化速率和加固性能较好；随着温度继续升高，90℃及以上所制备的材料转变为球状结晶，而且碳酸化后部分会保持为亚稳态球霰石物相，并未表现出更好的加固性能。

关键词： 高流动注浆材料   氧化石墨烯-粉煤灰   协同作用   力学性能   微观机理  

摘要： 为提升高流动水泥基注浆材料性能，节约水泥用量，减少能源消耗和碳排放。研究了氧化石墨烯-粉煤灰（GO-FA）协同作用下水泥基浆体流动性、抗折强度、抗压强度、浆液流变性能和微观作用机理。结果表明：当GO掺量为0.03%时浆液流动性仅降低11.6%,28 d的抗压强度和抗折强度分别提升24.1%和22.1%,GO最佳掺量为0.03%;GO水泥基浆液中复掺FA能提高浆液的流动度，FA掺量为20%时抗压强度最高为25.84 MPa。GO-FA浆液具有明显的剪切稀化和经时效应，采用修正宾汉流体模型拟合精度更好。微观研究证实，GO-FA协同效应不会改变水化产物的种类，GO能促进水化反应生成更多的C-S-H胶凝产物，同时激活FA的活性发生火山灰效应，二次水化产物在微裂纹和空隙中生长，使结构更加致密，从而增强结石体的宏观力学强度。

关键词： 光学设计   氧化石墨烯超透镜   遗传算法   相位振幅调控   波长调控光学变焦   超分辨聚焦  

摘要： 提出了一种基于遗传算法的波长调控轴向变焦超分辨氧化石墨烯超透镜系统设计方法。利用氧化石墨烯和还原氧化石墨烯材料相位幅度依赖关系，对入射光相位、振幅进行同时调控，以实现基于入射光波长调控的超分辨光学变焦。采用遗传算法根据预设目标和优化约束条件对氧化石墨烯超透镜的环结构参数进行逆向设计。仿真结果表明，在432～632 nm的工作波长范围内，氧化石墨烯超透镜径向分辨率均小于衍射极限，同时焦距随工作波长在201.6～318.8μm范围内可调，最大聚焦效率为82.07%，平均聚焦效率为57.53%。设计的氧化石墨烯超透镜通过对入射光相位和振幅的精确调控，实现了快速、连续、可重复变焦和超分辨聚焦的效果，可为微型化、集成化和非机械移动的光学变焦系统提供一种新的途径。

关键词： 硼烯   石墨烯   异质结   密度泛函理论  

摘要： 采用密度泛函理论系统研究了石墨烯和χ_(3)硼烯构造共面异质结的可行性、结构和性质.通过对体系能量的计算,找到了稳定的石墨烯-χ_(3)硼烯共面二维异质结体系,并对构造方式、电学和光学性质进行了详细地分析与讨论.研究发现异质结体系界面处以碳六元环和硼五元环头对头相连接.对电荷转移和态密度分析得出石墨烯与硼烯之间形成稳定共价键.该体系具有零带隙和金属性的性质,且可见光波段吸收性能优异,具有潜在应用价值.

关键词： 石墨烯   生物医用领域   二维结构  

摘要： 作为纳米材料领域的前沿创新，石墨烯因其高导电性、高比表面积和生物相容性成为生物医用材料的核心材料。本文重点分析石墨烯在生物医用领域的应用研究进展，阐述其在光热疗法、药物输送、抗菌复合材料、神经科学、3D打印及疾病治疗中的多元化应用路径，以期为生物医用材料的创新与发展提供理论支持与实践参考。