关键词： 道路工程   氧化石墨烯   水性环氧树脂   改性防腐涂层   耐腐蚀性能   黏结性能  

摘要： 【目标】探究氧化石墨烯对水性环氧树脂涂层防腐性能的影响。【方法】在水性环氧树脂涂层中分别加入0%,0.1%,0.3%,0.5%,0.7%,0.9%掺量的氧化石墨烯,通过扫描电镜、傅里叶红外光谱仪对氧化石墨烯水性环氧树脂涂层的微观性能进行了表征,同时对涂层改性前后的耐腐蚀性能、黏结性能和吸水率进行了测试。【结果】氧化石墨烯的加入有效填补了涂料的孔隙缺陷,但随着氧化石墨烯含量的增加,涂层微观形貌呈现出疏松—致密—疏松的趋势,0.3%氧化石墨烯含量的涂层结构最致密;加入氧化石墨烯后羰基、羟基和羧基减少,环氧基增加,这表明氧化石墨烯与水性环氧树脂之间存在化学键合,使二者之间的结合更加牢固;0.3%氧化石墨烯含量的改性涂层经过酸碱盐溶液腐蚀后,表面的孔隙和裂纹最少,腐蚀程度最低,显著提高了涂层的防腐性能;0.3%氧化石墨烯含量的涂层的附着力及经过酸碱盐溶液腐蚀后的附着力均显著高于其他氧化石墨烯含量的涂层,且吸水率为最低。【结论】氧化石墨烯的掺入显著改善了水性环氧树脂涂层的防腐性能,且当氧化石墨烯掺量为0.3%时,涂层综合性能最优。

关键词： 产业升级   高性能碳纤维   可再生能源   商业化生产   石墨烯   曼彻斯特   沙特阿拉伯   全球范围  

摘要： 近日,沙特阿拉伯(沙特)的GIMGrapheneFibre公司宣布,已经开始商业化生产富含石墨烯的高性能碳纤维,这一举措不仅对沙特本国的产业升级意义重大(沙特的“2030愿景”),也在全球范围内引起了广泛关注,为石墨烯基复合材料的应用开辟了新的市场。GIMGrapheneFibre公司由英国的GIM(曼彻斯特石墨烯创新公司)和沙特的OrganizedChaos公司联合创立。该公司的首台机器已于2024年11月在沙特阿拉伯开始运行,生产过程采用当地原材料以及可再生能源,预计2025年将实现大规模制造。

关键词： 偏振光电探测器   全斯托克斯   时空一致   神经网络   石墨烯  

摘要： 传统的全斯托克斯探测方法都是基于分时或分空间形式,有着设备体积大、装备困难以及无法时空一致探测等缺点。二维材料以及超材料的最新发展使得基于亚波长尺寸的偏振敏感结构的超紧凑时空一致全斯托克斯探测器实现成为可能。提出了一种基于石墨烯-金属纳米天线的偏振探测器,利用石墨烯上矢量光电流以及神经网络方法解算,可实现全斯托克斯参数时空一致探测。通过FDTD仿真获得不同偏振态入射光下的矢量光电流,然后根据神经网络算法建立全斯托克斯参数Ŝ和记录的矢量光电流Î之间的映射关系Ŝ=f(Î),成功检测了全斯托克斯参数,在4μm波段下均方误差为0.00769,入射光实际值和预测值的斯托克斯参数的最小包围球相对半径差为7.68%。该探测器克服了分时与分空间机制固有的技术限制,为实现集成化、小型化的时空一致全斯托克斯探测提供了新的思路。

关键词： 氧化石墨烯   多壁碳纳米管   聚对苯二甲酸乙二醇酯   熔融注塑   复合材料  

摘要： 为研究不同比例氧化石墨烯(GO)/多壁碳纳米管(MWCNTs)对聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的影响,采用熔融共混法制备GO/MWCNTs/PET复合材料,利用微型注射机制备复合材料的哑铃型样条,再通过差示扫描量热仪、热重分析仪(TG)、扫描电子显微镜(SEM)、万能试验机对GO/PET、MWCNTs/PET、GO/MWCNTs/PET复合材料的结构与性能进行测试与分析。结果表明,与纯PET相比,GO和MWCNTs与PET共混后,复合材料的各项性能显著提高,当MWCNTs的比例为0.1%时,结晶度达到最大值,其值为33.1%,与纯PET相比,提高了11.3%;当GO的添加量为0.1%时,PET复合材料的断裂强度达到最高,其值为60.3 MPa,与纯PET相比,提高了10.03%;当GO/MWCNTs/PET复合材料的断裂强度达到最大时,氧化石墨烯与MWCNTs的质量比为2:3,其值为65.9 MPa,与纯PET相比,提高了20.2%。与仅加入GO或者MWCNTs相比,同时加入GO和MWCNTs复合填料对PET性能的提升效果较好。

关键词： 氧化石墨烯   水泥土   力学特性   三轴不固结不排水试验  

摘要： 为了探究氧化石墨烯改性水泥土(GOCS)的力学特性,文章以膨胀土、水泥和氧化石墨烯(GO)为原材料制备试样,进行了三轴不固结不排水试验。试验结果表明,GOCS的偏应力与应变曲线表现为软化型。GO对水泥土的韧性、刚度和抗剪强度具有显著的改善效果,且最佳的GO掺量为0.05%。与水泥土相比,0.05%GO掺量GOCS的韧性指数、割线模量、黏聚力和内摩擦角在0.1 MPa~0.4 MPa围压下的增加幅度分别为88%~130%、55%~93%、107%和38%。因此,将GOCS应用于路基工程具有一定的可行性。

关键词： 氧化石墨烯   羟基磷灰石   电化学沉积   复合涂层   成骨   种植体  

摘要： 背景:钛及钛涂层材料在口腔种植领域广泛运用,但仍存在着种植体周围炎、种植体脱落及松动等现象,因此对纯钛的表面改性成为了口腔医学研究的热点问题。目的:探究钛表面羟基磷灰石-氧化石墨烯复合涂层的物理性能及促成骨性能。方法:在电压为10,30,50 V条件下,采用电化学沉积法在钛表面分别制备羟基磷灰石-氧化石墨烯复合涂层,表征涂层的微观形貌、亲水性能,筛选最佳电压条件下制备的复合涂层,用于动物实验。取54只SD大鼠,在双侧后肢股骨头制备直径2 mm、深度7 mm的缺损,随机分3组干预,每组18只:空白组不植入钛材料,纯钛组植入纯钛材料,涂层组植入负载羟基磷灰石-氧化石墨烯复合涂层钛材料,植入后第4,8,12周取材,通过X射线片、Micro-CT扫描、病理切片染色观察成骨效果。结果与结论:(1)扫描电镜下可见,当电压为10 V时,涂层中出现了大量的裂纹和块状物;当电压升至30 V时,涂层仍然存在一些小的块状物,但整体上表现出较为平坦的均匀性;当电压为50 V时,涂层的分布更加均匀,裂纹和斑点也减少。在50 V电压下制备的复合涂层亲水性能最佳。综合以上,动物实验选择在50 V电压下制备的复合涂层材料。(2)X射线片显示种植体植入位置相对固定,未产生严重的术后炎症反应。Micro-CT扫描结果显示,涂层组种植体表面新骨形成速度与成骨量均优于纯钛组(P <0.001)。病理切片苏木精-伊红染色、Masson染色进一步证实了Micro-CT扫描结果。病理切片免疫组化染色显示,纯钛组植入第12周的骨桥蛋白、骨形态发生蛋白2表达高于空白组(P <0.001),涂层组植入第12周的骨桥蛋白、骨形态发生蛋白2表达高于纯钛组(P <0.001)。(3)结果显示,羟基磷灰石-氧化石墨烯复合涂层材料具有良好的物理性能与促成骨性能。

关键词： 中空纤维   氧化石墨烯   协同微萃取   生物碱类   黄连  

摘要： 目的建立一种新型氧化石墨烯-中空纤维溶剂棒协同微萃取技术(GO-HFSBSME)分析黄连中的成分生物碱,采用高效液相色谱(HPLC)法测定生物碱的含量。方法制备氧化石墨烯-中空纤维(GO/HF)溶剂棒,将其置于10 ml样品相溶液中,1500 r/min转速下搅拌萃取35 min。萃取结束后,取出GO/HF棒,吹出管腔内液体,并用甲醇稀释后,振荡,离心,取上清液进行HPLC分析。结果在优化的实验条件下,药根碱在0.02~10.00μg/ml,黄连碱、巴马汀、小檗碱在0.01~10.00μg/ml范围内有良好线性关系,r值>0.9972,检测限0.12~0.61 ng/ml。4种生物碱的日内精密度相对标准偏差(RSD)<3.3%,日间精密度的RSD<5.2%,平均回收率101.34%~103.64%,富集倍数21~93倍。结论GO-HFSBSME方法具有操作简单、快速、灵敏、环境友好的特点,与HPLC结合同时萃取和测定4种生物碱类化合物,适用于复杂样品中微量和痕量组分的分析测定。

关键词： 微带天线   石墨烯   轨道角动量   涡旋波   化学势   电导率   频率调谐  

摘要： 为了生成不同模态数的轨道角动量涡旋波,使用石墨烯材料设计出一款微带天线,并给出了天线的尺寸与材料.该天线质量轻,结构简单,加工容易,只需调整馈电相位差便能够产生模态数l=-2,0,+2的轨道角动量涡旋波.通过参数化扫描,从阻抗匹配、回波损耗、工作带宽、增益等方面探讨了天线性能,并分析了石墨烯材料特性对天线性能的影响.仿真结果表明,当石墨烯的化学势为0.9 eV时,微带天线工作在14.90 GHz下的回波损耗可达-47.00 dB,增益可达9.25 dB,与传统天线相比性能改善较大.此外,调整石墨烯的化学势可以较好改善天线的回波损耗.

关键词： 声表面波   DMMP传感器   氧化石墨烯   高灵敏  

摘要： 以沙林的模拟物甲基磷酸二甲酯(DMMP)为检测对象,开发了一种基于氧化石墨烯(GO)的声表面波(SAW)DMMP气体传感器。该传感器利用半导体平面工艺在石英基底上沉积金属铝换能器,形成延迟线结构,并通过滴涂法在声传播路径上沉积GO气敏薄膜。在室温条件下,该SAW传感器在1 ppm至40 ppm的DMMP浓度范围内展现出高灵敏度(0.6 mV/ppm)和快速响应(T_(90)=45 s)。此外,该传感器具有较好的稳定性,放置两周后其传感性能衰退较小。

关键词： bioinspired   flexible pressure sensor   graphene   ultrahigh sensitivity   wide detection range  

摘要： Flexible pressure sensors show significant potential for applications in the fields of intelligent wearable devices,electronic skins,and health ***,the fast response saturation and high viscoelasticity of the flexible sensing materials often result in reduced sensitivity and increased response hysteresis,limiting the practical application of these ***,achieving flexible pressure sensors with both high sensitivity and wide detection range still remains great *** this study,bioinspired by the forcesensitive sensing mechanism and physiological structure of human skin,we propose a low-cost flexible fabrication method for high-performance piezoresistive flexible pressure sensor based on graphene/polydimethylsiloxane(PDMS)composite *** results show that the sensor has an ultra-high sensitivity(321 kPa^(-1)),wide detection range(0.01-1000 kPa),fast response time(29 ms),and exhibits stability over 5000 *** addition,the successful detections and applications indicate the wide application prospect of the developed sensor in fields of health monitoring,human-machine interactions and intelligent robotic perception.