关键词： 计量学   石墨烯量子点   荧光碳材料   标准物质  

摘要： 石墨烯量子点是指横向尺寸小于30 nm,片层层数在10层以下的一种新型的荧光碳材料,由于其独特的性质和广阔的应用前景,受到了广泛的关注。主要介绍了石墨烯量子点的结构、电学和光学特性,总结了目前石墨烯量子点的主要制备方法,对其在新能源、催化、传感、生物医药、环境修复等方面的应用进行了详细的介绍,最后对石墨烯量子点标准物质的研究进展进行了简单的介绍。未来对石墨烯量子点的研究主要集中在提高光致发光量子产率和生产量,以及拓展其应用范围和制备石墨烯量子点标准物质上,随着新材料设计理念的进步和量子技术的不断发展,石墨烯量子点及其标准物质有望在更多领域展现出其独特的优势和应用价值。

关键词： 石墨烯   石墨烯氧化物   电化学传感器   核酸   纳米材料  

摘要： 近年来,各个领域对核酸检测的需求逐渐增加,具有高灵敏度和特异性的核酸分子检测设备的研发也成为当下的研究热点。其中,电化学检测设备具有响应快速、操作简单、携带方便、制作成本低等优势。而对于电化学传感器的研发,其中最重要的部分就是电极材料的选择,石墨烯及其衍生物不仅具有优异的电学、力学和电化学性质,还能够与金属纳米颗粒、金属氧化物、金属有机框架、聚合物和离子液体等形成纳米复合材料。基于这些纳米复合材料的电化学传感器已经在核酸检测中发挥了重要的作用。在此,首先介绍了石墨烯及其衍生物的独特结构特性,之后基于不同石墨烯纳米复合材料对石墨烯电化学传感进行了分类,最后探讨了电化学传感器用于核酸检测的场景,并对石墨烯电化学传感器的发展前景进行了讨论和展望。

关键词： 石墨烯分散液   石墨烯母粒   聚酰胺纤维   熔融纺丝   应用技术  

摘要： 为实现聚酰胺纤维强力、耐热性以及导电性等性能的大幅提升,着重对石墨烯改性聚酰胺纤维的生产技术关键步骤进行归纳总结,如石墨烯分散液的制备、石墨烯母粒与聚酰胺切片的熔融挤出、纺丝、拉伸和后处理等。指出石墨烯改性聚酰胺纤维的制备技术核心在于石墨烯母粒的均匀分散,并通过优化纺丝条件,确保纤维的力学强度、导电性及热稳定性增强,整个生产过程强调工艺参数的精准控制以及生产环境的安全与环保,以满足聚酰胺纤维在多领域的应用需求。

关键词： 共价有机骨架   石墨烯   锂离子   吸附与传输   分子模拟  

摘要： 利用分子模拟方法对共价有机骨架(covalent organic framework,COF)/石墨烯(graphene,G)复合材料(COF@G)中锂离子(Li^(+))的吸附与传输特性开展了研究,明确了Li^(+)的吸附位点与吸附顺序,得到了相应的吸附能,观察到了COF@G的表观形貌变化,并获得了其中的π-π堆积作用以及COF-G、Li^(+)-G间距.当达到饱和吸附状态时,COF@G的体积变化率低于25%,平均电压保持在3.20 V以上.在同等条件下,Li^(+)在G外表面的电导率最大.模拟结果可为此类体系的实际应用提供相应的理论基础.

关键词： 电磁探测   电场传感器   石墨烯   低极差漂移   低噪声  

摘要： 为进一步降低电磁探测系统中电场传感器的极差漂移与本底噪声,提升电场测量精度,本文通过研究极差漂移和本底噪声的产生机理,明确了电场传感器的设计需求,攻克了基于Ag-AgCl体系的石墨烯基稳定电解质凝胶制备工艺,优化设计了基于高分子微孔隔膜的多仓式、多触角电极结构,研制了低极差漂移、低噪声的石墨烯基电场传感器。该传感器利用石墨烯的离子保持能力,结合反应区、过渡区、缓冲区3区分立的多仓式结构,减缓了内部离子扩散速率,从而降低了因离子浓度变化而引起的极差漂移。利用石墨烯的导电能力降低了电场传感器的内阻,通过多触角增强与大地的接触,降低了电场传感器的接触电阻,从而降低了电场传感器的本底噪声。所研制的石墨烯基电场传感器极差漂移不超过20μV/24 h,本底噪声不高于25 nV/√Hz。在黑龙江多宝山地区开展了24小时野外大地电磁探测试验,获取了0.000125~320 Hz频段的高质量电场数据,视电阻率相位曲线与商用电极测量结果一致,验证了石墨烯基电场传感器的野外工作有效性。

关键词： 石墨烯   表面等离激元   波导   串扰  

摘要： 本文提出了一种气孔型石墨烯—电介质杂化等离激元波导,利用电介质波导空芯结构所诱导的电介质模式与石墨烯等离激元耦合,产生了具有低损耗和强束缚性的杂化等离激元模式。通过改变间隙高度、空气孔大小和石墨烯化学势等,分析了杂化模式的模式特性和传输特性。相比较无空气孔杂化波导,该杂化波导具有强束缚性的同时具有较低损耗,其归一化模场面积可以缩小至2.77×10^(-4),这更加有助于光子的集成技术。此外还研究了两个杂化等离子体波导之间的串扰特性,将杂化波导之间无串扰中心距离的最小临界值缩小至22μm,进一步实现了超低串扰。

关键词： 四氧化三铁   碳纳米管   石墨烯   天然胶乳   复合材料  

摘要： 以铁离子、碳纳米管、氧化石墨烯为原料,经过硫化铵或多巴胺还原、氨水增强的共沉淀法制备四氧化三铁/碳纳米管/石墨烯(Fe_(3)O_(4)/CNT/G)粉体,再将粉末添加到天然胶乳中用流延法制备成复合材料。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、振动样品磁强计(VSM)、拉伸测试仪等表征方法研究了Fe_(3)O_(4)/CNT/G天然胶乳复合材料的结构和力学性能、导电、导磁性能。结果表明:硫化铵工艺制备出来的粉末的导电性和导磁性都要优于多巴胺工艺制备出来的粉末(电导率为0.21S/mm;饱和磁化强度和矫顽力为14.01emu/g和4.11Oe)。当复合材料中Fe_(3)O_(4)/CNT/G粉末添加量为3%时,力学性能达到最佳,拉伸强度为9.8MPa。

关键词： 单层石墨烯   化学气相沉积   层数控制  

摘要： 石墨烯的各种优异性能使其在半导体领域中具有广阔的应用前景,同时其单原子层的特殊结构使得石墨烯的层数对其各种特性有着显著的影响。因此,高质量和层数可控的石墨烯薄膜的规模化稳定制备是实现其在微电子、光学和传感器等领域中各种关键器件应用的基础。目前,在众多的石墨烯制备方法中,大尺寸、高质量石墨烯薄膜制备的最主要手段是化学气相沉积法。本文综述了近年来利用化学气相沉积法合成纯单层石墨烯连续薄膜的相关研究进展,针对纯单层石墨烯薄膜的制备,分别从碳源供应、生长气氛、衬底工程等角度出发,对纯单层石墨烯生长控制机理与生长工艺进行了介绍,并对各种方法生长的石墨烯晶体质量、层数均匀性进行了说明,最后对该领域的发展进行了展望。

关键词： 超支化   梳形多臂   石墨烯薄膜   各向异性导热   形状记忆  

摘要： 通过简单的工艺制备高性能、多功能石墨烯薄膜是石墨烯研究领域的重要课题.本研究利用链行走聚合和原子转移自由基聚合方法相结合的方法,以乙烯和丙烯酸十六烷基酯(HDA)为主要单体设计合成了超支化梳形多臂共聚物HBPE@PHDA,利用其辅助天然石墨液相剥离制得石墨烯分散液,进一步经真空抽滤获得不同组成比例的石墨烯复合薄膜(Graphene/HBPE@PHDA);利用凝胶渗透色谱(GPC)、氢核磁共振(1H-NMR)和熔融流变分析对所得共聚物的结构、组成进行了表征,并对所得石墨烯复合薄膜的微观结构、导热、力学和形状记忆性能进行了评价.研究表明,所得共聚物由近似球形的超支化聚乙烯(HBPE)核和多重的梳形聚合物侧链聚丙烯酸十六烷基酯(PHDA)构成;该共聚物作为分散助剂可有效促进石墨烯在普通低沸点有机溶剂中液相剥离,获得由该共聚物非共价稳固修饰的低缺陷石墨烯,同时在所得的石墨烯薄膜中可通过其侧链PHDA进行结晶,使所得石墨烯复合薄膜同时呈现优异的力学、各向异性导热和形状记忆性能;以石墨烯比例为60 wt%的样品为例,所得薄膜的拉伸强度可达3.0 MPa,平面热导率达29.4 W‧m‧K^(−1),各向异性比例达36.8.本研究为柔性、高强、多功能石墨烯薄膜的简单制备提供了新思路.

关键词： 石墨烯   铁电栅   柔性场效应晶体管   滞回特性  

摘要： 针对柔性场效应晶体管直接在柔性衬底上进行器件制备时的机械损伤问题,提出一种基于无损转移法的柔性有机铁电栅石墨烯场效应晶体管制备方法。器件的微纳加工过程完全在刚性衬底上完成,再通过液相法转移到柔性衬底上,可以有效避免器件制备过程引入的应力对性能的损伤。实验结果表明,转移至PET衬底上的柔性有机铁电栅石墨烯场效应晶体管仍具有典型的铁电滞回特性,且滞回窗口大于20V。经过1000次弯折之后,器件的滞回窗口仅有约14%的降低,证明了所制备柔性石墨烯晶体管器件具有优异的耐弯折特性。本研究可为柔性可穿戴电子系统的研制提供研究方案与解决问题的思路。