关键词： 石墨烯   高温涂层   高温换热   节能   发射率  

摘要： 研究高温场景热传递影响因素，模拟并对比石墨烯陶金复合涂层与传统热喷涂层在电厂高温受热面防腐、换热和防沾污结焦的应用效果。结果表明，石墨烯陶金涂层表面光洁平整，发射率高达0.93，具有优异的防结焦和高热吸收传导能力。在模拟实验中，与传统45CT热喷涂层相比，其热吸收传导效率提升20%以上；在燃气炉改造中，单位燃气量的蒸汽量增加5%，锅具底部涂装后加热速率提高20%以上，热源涂装可节约15%以上用电量，加工设备运行速率提升20%，工件升温速率明显提高。

关键词： 道路工程   石墨烯纤维   有限元分析   电加热网   融冰除雪  

摘要： 为应对我国北方地区漫长冬季路面积雪带来的挑战，鉴于传统除冰雪方式会消耗大量人力、物力和财力，针对“主动型”融冰雪技术，即预置石墨烯纤维网加热路面展开研究。首先，利用有限元仿真软件构建石墨烯纤维网热力学模型，分析纤维网尺寸参数和布设间距，通过仿真实验确定最佳铺设尺寸参数；其次，制作室外路面板，将石墨烯纤维网预埋于路面上面层和中面层之间；最后，利用电能将石墨烯纤维网通电加热，验证预置石墨烯纤维网发热路面的融冰雪效果。实验结果表明，有限元模拟分析结果与室外路面板融冰雪实验结果契合度较高，在外界环境温度为-20℃、压实雪层厚度为20 cm左右的情况下，自然融化耗时55 h,能够实现路面冰雪的有效清理。

关键词： 甲烷水合物   氟化表面促进剂   氧化石墨烯   动力学  

摘要： 利用天然气水合物储存和运输天然气受到了研究者关注。然而，水合物存在生成条件苛刻、生成速率慢和储气量低等问题，限制了该技术的应用。采用全氟己基磺酸钾（PHS）与氧化石墨烯（GO）复配的促进剂，在277 K、6 MPa条件下，开展了甲烷水合物生成实验，研究了其动力学特性。结果表明，不同浓度复配促进剂用于水合物生成，诱导时间最短为3 min(0.2 g/L GO+10 mmol/L PHS)，相比纯水体系诱导时间（221 min）显著缩短；储气量最高为158 mL/mL(0.2 g/L GO+10 mmol/L PHS)，相比纯水体系储气量增大了690%，相比0.2 g/L十二烷基硫酸钠（SDS）作为促进剂储气量增大了28%。回收利用复配促进剂（0.2 g/L GO+10 mmol/L PHS）,5次循环过程中储气量均可保持在120 mL/mL。

关键词： 石墨烯层   界面键   分子动力学   磨损破裂  

摘要： 石墨烯作为二维固体润滑材料,其超滑特性不仅是物理作用结果,其化学键结构机制下的摩擦化学现象,是深入理解石墨烯摩擦性能的关键.本文采用分子动力学(MD)方法构建了多重层数石墨烯增强不同粗糙形貌的金属基底模型,实现了其与金刚石尖端滑动过程的动态分析,揭示了考虑尖端与石墨烯之间存在界面键时石墨烯层的理化耦合作用下的磨损机理.研究结果表明:当考虑金刚石尖端与石墨烯之间化学键合时,石墨烯发生磨损破裂的临界载荷相对于不考虑界面化学键时的值减小,这是由于界面键的形成会剥离石墨烯导致石墨烯断裂所致;金属基底的粗糙度也是决定石墨烯发生磨损破裂时临界载荷的重要因素之一,当粗糙度增大,临界载荷减小,同时通过增加石墨烯层的层数(增韧)来提高石墨烯发生磨损破裂失效的临界载荷.

摘要： 石墨烯电子文身（GETs）是一种超薄的柔性生物传感器，能够无创、实时监测多种健康指标，已在实验室中成功应用于血压监测、汗液分析等领域。未来，GETs有望与智能设备集成，推动个性化健康管理，为无创健康监测技术的发展开辟新路径。想象一下2040年的一个场景：一名患有糖尿病的12岁男孩在咀嚼口香糖时，前臂上的临时文身记录了他血糖上升的情况，并将这一信息发送到他的手机上。同时，这个健康监测文身的数据也会上传至云端，这样他的妈妈就能随时关注他的状况。

关键词： 滚动轴承   氮化硅陶瓷   石墨烯   晶须   摩擦系数   磨损率  

摘要： 面向航空航天轴承对润滑的需求，提出了基于Si3N4晶须(β-Si3N4w)、多层石墨烯（MLG）减摩的Si3N4陶瓷轴承材料技术，并利用放电等离子烧结技术制备了MLG和β-Si3N4w质量分数各为1%的Si3N4陶瓷试样。基于球-盘摩擦磨损试验机对其开展了5～20 N载荷及20～200 mm/s线速度下的摩擦学性能试验，结果表明：当线速度为20 mm/s和载荷为5～20 N时，试样干滑动摩擦系数达到0.044～0.048；当载荷为10 N和线速度为50～200 mm/s时，试样干滑动摩擦系数有所增大，约为0.27～0.30；磨损率随着载荷增加而减小，比传统Si3N4陶瓷磨损率减小了33.0%～62.4%，而线速度对磨损率影响规律不明显。分析认为，MLG润滑膜、MLG/β-Si3N4w对基体硬度的改善及氧化物的作用是摩擦系数降低以及耐磨性提高的主要原因。

关键词： OAM   柔性天线   太赫兹   石墨烯   MXene   补偿  

摘要： 针对目前轨道角动量天线模态数少、难以共形等问题，本文使用石墨烯、MXene等材料设计了一款工作在太赫兹频段的柔性阵列天线。通过调整馈电相位以产生不同模态的OAM涡旋波，改变石墨烯的外置电压改变了电导率，从而使工作频率可调谐。研究了弯折对天线性能的影响，并相应地进行了相位补偿和频率补偿。仿真实验结果表明，该天线仅需调整馈电相位差即可产生模态数为0～3整数阶，0.5、1.5、2.5分数阶的OAM涡旋波，天线增益可达11.7 dBi,天线的工作频率在1.1～1.9 THz范围内可调谐。对于明显的柱面弯折，本文的相位补偿和频率补偿方法能较好地维持涡旋波形态和工作频率。由实验结果可知，该柔性OAM天线在人机接口、软体机器人、航天部件等天线形变弯曲的场景应用潜力大。

关键词： 石墨烯   复合膜材料   导热性能   功能化改性  

摘要： 石墨烯是一种超高导热性能的二维纳米材料，在电加热领域应用广泛。本文通过分析石墨烯及其柔性电热（膜）材料的研究进展，介绍了不同尺寸石墨烯的制备方法、功能化改性对石墨烯导热性的影响，总结了石墨烯柔性电热（膜）材料在除冰防雾、可穿戴衣物和低温电池热管理等领域的应用，为石墨烯电热材料的发展提供了研究基础，并指出未来仍需要突破石墨烯及其柔性加热（膜）材料制备工艺和加热元件集成上的技术难题。

关键词： 低维物理   层间电导   光学衍射方法   扭曲双层石墨烯  

摘要： 扭曲双层石墨烯(TBG)由于具有莫特绝缘和非常规超导等新奇的电学特性,在纳米技术领域存在巨大的应用潜力.本文基于光学衍射物理方法,构建了一个适用于TBG的理论模型,并利用该理论模型研究了TBG的层间电导特性.研究结果较好地解释了TBG层间电导随扭转角变化的实验结果,并阐明了其物理机制.此外,本文还计算了电极参数、隧穿层厚度以及界面势强度等物理因素对层间电导特性的影响.计算结果表明:随着电极化学势的增大,层间电导关于扭转角的变化曲线近似整体向上平移;层间电导随着上层隧穿层厚度的增加而衰减并趋于稳定,而随着下层隧穿层厚度振荡;TBG两层扭转石墨烯的界面势强度越强,则层间电导随扭转角下降得越快.

关键词： 超材料   可调谐   宽带吸收器   太赫兹   石墨烯   二氧化钒  

摘要： 随着太赫兹超材料宽带吸收器研究的不断深入，实现其吸收性能的调谐越发重要。然而随着调谐的实现，吸收器原本的宽带吸收性能会受到削弱，且易受到偏振和入射角度的影响。针对这一问题，提出一种以石墨烯和二氧化钒（VO2）为调谐材料的、谐振结构为分裂圆环的太赫兹宽带可调谐超材料吸收器，基于反射理论和阻抗匹配理论分析了其吸收机理，并通过仿真软件对吸收器在不同偏振态、不同VO2电导率以及不同石墨烯费米能级下进行测试，得到不同条件下的吸收曲线，通过对各种状态下吸收曲线对比分析证明了吸收器兼具可调谐、宽带吸收、偏振不敏感、允许大角度入射多种功能。