关键词： 石墨烯   线缺陷   第一性原理计算   局域形变   谷过滤  

摘要： 石墨烯线缺陷在谷电子学中有非常重要的应用.实验上发现,线缺陷附近存在局域形变.当前研究普遍认为,由于形变较小,对近邻跳跃能的影响很小,局域形变对谷输运性质的影响可以忽略不计.基于第一性原理计算和非平衡格林函数方法,我们研究了局域形变对两种不同构型线缺陷谷输运性质的影响.我们发现,对于58环线缺陷,在较低能量下,局域形变对谷隧穿系数的影响并不明显,然而,在较高能量下局域形变的影响非常明显,谷隧穿系数最大值并没有随着能量升高而减小,而是在很大能量范围内都保持不变.进一步研究表明,该效应是由与线缺陷相连的碳-碳键长发生改变造成的.通过构建两个平行线缺陷,可以在很大的角度范围内都实现100%谷过滤效果.相比之下,局域形变对57环线缺陷谷隧穿系数的影响非常小.

关键词： 石墨烯   铜基复合材料   原位生长   混杂强化   硬度   电化学腐蚀  

摘要： 目的通过引入石墨烯和纳米金刚石,提高铜基体的硬度和抗腐蚀性能。方法通过球磨、原位生长复合的方法,向铜粉上均匀引入纳米金刚石和石墨烯,并采用放电等离子烧结(SPS)制备石墨烯–金刚石混杂强化铜基复合材料(Gr@Dia/Cu)。利用扫描电子显微镜(SEM)、硬度计、电化学工作站对材料的微观组织形貌、显微硬度、电化学腐蚀性能进行测试和表征。此外,还利用X射线光电子能谱(XPS)对腐蚀产物进行分析,并讨论Gr@Dia/Cu的腐蚀机理。结果微观组织分析表明,石墨烯和纳米金刚石可以均匀地分散于铜基体中。Gr@Dia/Cu的硬度达到了97.49HV,相较于纯Cu,Gr@Dia/Cu的硬度提高了55.2%。在3.5wt%的NaCl溶液中,Gr@Dia/Cu表现出较好的抗腐蚀性能,其腐蚀电压为98 mV(纯Cu为121 mV),Gr@Dia/Cu的腐蚀电流为3.082×10^(–7)A/cm^(2)(纯铜为7.293×10–7A/cm^(2)),腐蚀速率低至0.0723 mm/a,抗腐蚀效率提高了57.74%。Gr@Dia/Cu的腐蚀产物中含有Cu2O、Cu(OH)2和CuO,与其他样品相比,Gr@Dia/Cu的腐蚀产物中CuO的相对含量(22.03%)明显较高。结论原位生长的石墨烯由于自身良好的抗渗透性和化学惰性,可以大大提高铜基体的抗腐蚀性能,并且石墨烯可以在腐蚀过程中诱导产生致密的CuO钝化层,进一步提高材料的抗腐蚀性能。

关键词： 碳纤维增强聚合物   阻尼特性   氧化石墨烯  

摘要： 针对碳纤维增强聚合物(CFRP)复合材料,研究了二维多层氧化石墨烯(GO)的界面滑动对CFRP复合材料阻尼特性的影响。通过动态力学分析仪测量了CFRP的阻尼损失因子,在不同的扫描模式(温度、频率和应变)下,研究了GO对CFRP阻尼性能的影响。结果表明:GO在碳纤维表面的沉积可以在较宽的温度、频率和应变域内增强CFRP的阻尼性能。在ANSYS中提出了基于应变能法的有限元参数分析法,并结合实验数据得到多层GO的界面特性。GO界面阻尼参数可用于预测多层碳纳米材料改性复合材料在不同使用条件下的阻尼性能。

关键词： 石墨烯   碳纤维   免疫抑制   免疫修复  

摘要： 目的探究石墨烯材料对免疫抑制小鼠免疫功能的调节作用。方法本研究将环磷酰胺(CTX)诱导的免疫抑制小鼠分为5组,分别模型组(CTX)、碳纤维低温度组(CF-Low,30℃)、碳纤维高温度组(CF-High,35℃)、石墨烯低温度组(G-Low,30℃)、石墨烯高温度组(G-High,35℃),另设空白对照组(CTL)。石墨烯照射组于石墨烯仓中照射,每2天用石墨烯仓照射1次,每次1 h,连续14 d;同时,另外2组于碳纤维材料仓中照射,作为等温对照;末次照射后剖检计算小鼠脾脏和胸腺指数、用血细胞计数仪检测白细胞的数量、采用MTT法检测脾脏淋巴细胞增殖的能力、流式细胞术检测血液中CD4^(+)T/CD8^(+)T比值、LDH法检测脾脏NK细胞杀伤活性。结果照射7 d或14 d后,与CTX组比较,CF-Low小鼠上述指标均未见显著变化(P>0.05);照射7 d后,G-High小鼠淋巴细胞增殖能力比CTX组显著提高(P<0.05),其他指标未见明显变化;照射14 d后,G-High小鼠胸腺指数、脾脏指数、白细胞数量、CD4^(+)T/CD8^(+)T比值比CTX组显著升高(P<0.05),NK细胞杀伤活性、淋巴细胞增殖能力比CTX组显著增强(P<0.05)。而作为等温对照CF-High照射7 d后,免疫抑制小鼠淋巴细胞增殖能力比CTX组显著提高(P<0.05);照射14 d后,只观察到淋巴细胞增殖能力及CD4^(+)T/CD8^(+)T比值比CTX组显著升高(P<0.05),且该组出现小鼠死亡的情况。结论石墨烯材料对CTX诱导的小鼠免疫抑制具有一定程度的修复作用,且与石墨烯的作用温度正相关,这将拓展石墨烯在医药方面的应用。

关键词： 石墨烯金属纳米复合材料   制备   电化学生物传感器  

摘要： 金属纳米粒子具有着独特的光学、化学和磁学特征,在当前环境下相关材料的应用比较广泛。而石墨烯本身具有着比较大的比表面积、较强的导电和导热性等,是金属纳米粒子比较理想的载体,通过制备金属纳米粒子于石墨烯的复合材料,将能够显著地改善金属纳米粒子的团聚问题,从而促进两种材料的相互协同,取得更加良好的应用效果。本文针对当前石墨烯金属纳米复合材料的制备方法和其在电化学生物传感器中的应用进行了探讨,报道如下。

关键词： 范德瓦耳斯异质结   肖特基接触   欧姆接触   电接触  

摘要： 基于石墨烯的范德瓦耳斯异质结既可以调节石墨烯的电子特性,还可以保留原始单层材料的优越特性.利用第一性原理,本文系统地研究了石墨烯/C_(3)N范德瓦耳斯异质结的结构、电接触类型及光学性质.研究表明,平衡态下异质结中存在仅为0.039 eV的准p型欧姆接触.外加电场能调控异质结界面的接触类型,实现p型肖特基接触到欧姆接触的转变.垂直应变可以同时调控石墨烯和C_(3)N的投影能带,甚至为石墨烯打开了一个不可忽视的带隙(360 meV).外加电场和施加垂直应变这两种物理方法都能对异质结中石墨烯层的载流子掺杂类型和浓度进行有效调制.石墨烯层的载流子掺杂浓度的增大通过电场的调制更显著.与单层石墨烯和C_(3)N相比,两者构成的范德瓦耳斯异质结的光学响应范围和光吸收率均得到了提高.光谱中的主吸收峰高达10^(6) cm^(-1).这些结果不仅为基于石墨烯/C_(3)N范德瓦耳斯异质结器件的设计提供了有价值的理论指导,还为异质结在光电纳米器件和场效应晶体管器件应用提供了新的思路和设计.

关键词： 纳米铜   氧化石墨烯   壳聚糖   氢转移催化反应   4-硝基苯酚  

摘要： 本文以NaH_(2)PO_(2)·H_(2)O和L-抗坏血酸为还原剂,以不同脱乙酰度壳聚糖(CHS)为稳定剂,制备氧化石墨烯(GO)负载纳米铜(CuNPs)复合物(GO-CuNPs-CHS)。利用紫外-可见光谱(UV-vis)研究了壳聚糖脱乙酰度对GO-CuNPs-CHS中CuNPs尺寸形貌的影响。利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射(XRD)对GO-CuNPs-CHS进行了表征,探究了其对4-硝基苯酚(4-NP)的氢转移催化性能。结果表明,使用低脱乙酰度壳聚糖为稳定剂有利于制备小粒径、近球形的CuNPs。以脱乙酰度为52.3%的壳聚糖为稳定剂制备的GO-CuNPs-N3中CuNPs的平均粒径为(9.0±1.3)nm。GO-CuNPs-CHS的氢转移催化性能随着壳聚糖脱乙酰度的降低而逐渐增强,以GO-CuNPs-N3为催化剂时仅需8 min 4-NP转化率可达到98.4%,反应速率常数可达0.6868 min^(-1),反应活化能Ea为40.5 kJ·mol^(-1)。

关键词： 安息香酸   负载   缓释   氧化石墨烯   壳聚糖  

摘要： 用改良的Hummers法制备氧化石墨烯(GO),采用溶液共混法通过非共价修饰制备了壳聚糖/氧化石墨烯(CS/GO)复合材料,对安息香酸(BEN)进行载释,提高安息香酸(BEN)的水溶性和生物可利用度。结果表明,GO和CS/GO分散液放置45 d后仍均一稳定,没有沉淀或分层现象。相比GO,CS/GO的横向尺寸明显减小,对BEN的负载量(W)从450 mg/g提高到650 mg/g,包封率(E)从27.13%提高到39.16%。体外释放实验表明,BEN@CS/GO的释放行为具有pH响应性,在酸性(pH=4)条件下,48 h内的累计释放量为53.2%,在中性和碱性(pH=7和pH=9)条件下,累计释放量分别为38.7%和24.6%。BEN的体外释放更符合一级动力学方程。

关键词： 石墨烯基材料   外周神经损伤   修复   治疗作用   神经组织工程  

摘要： 外周神经损伤(PNI)后会严重影响患者的生活质量, 外周神经损伤后机体有一定的再生能力但修复速度很慢且功能恢复不充分, 这是外周神经损伤后亟待解决的问题。有效的手术和康复策略以及新技术的开发是我们的研究方向。外周神经损伤后的修复主要从三个方面进行分析。第一是改善轴突的内在生长能力, 这个过程涉及信号传递和各种神经调节因子的正负调节。其次是改善损伤修复环境, 其中施万细胞和巨噬细胞发挥各自的作用改善抑制性环境。最后是修复后的神经与被支配组织的成功连接。人们一直在尝试开发基于生物材料的治疗外周神经损伤的方法, 以再生功能失调的神经组织。石墨烯是目前已知的最薄、最强、最轻的材料, 具有良好的导热性和导电性, 石墨烯基材料(GBMs)用于神经损伤被认为是一种新兴技术, 为外周神经损伤修复带来了希望。

关键词： 石墨烯工艺   金属化孔(PTH)   二维材料  

摘要： 介绍石墨烯金属化孔(PTH)技术的原理和特点,以及产业化应用和进展。重点介绍石墨烯PTH技术在印制电路板(PCB)PTH、锂电、塑料镀及电磁屏蔽等领域的应用,以及石墨烯PTH处理设备在技术上的优势和进展。石墨烯PTH技术在表面的处理相比传统工艺更具先进性,更加环保绿色,镀层质量更加优异,具有高性价比。