关键词： 柔性电子   石墨烯   温度传感器   可靠性  

摘要： 本文研究了基于石墨烯的柔性温度传感器的制备工艺与性能特性。首先阐述了石墨烯柔性温度传感器的工作机理,继而探讨了以聚二甲基硅氧烷为基底材料、石墨烯为导电介质的传感单元制备方法。通过优化石墨烯浆料配方并采用丝网印刷工艺,成功制备了柔性温度传感单元。随后对传感单元进行了系统的性能测试,包括电阻-温度特性分析和温度循环稳定性评估。实验结果表明,所制备的传感单元在电阻温度特性、循环稳定性等方面均表现出良好的性能,具备工业级应用的潜力。本研究为石墨烯柔性温度传感器的实际应用提供了重要的技术支持。

关键词： 储氢材料   MgH_(2)   石墨烯   第一性原理计算  

摘要： 为解决MgH_(2)放氢温度较高、放氢动力学缓慢的问题,借助第一性原理计算方法,模拟探究了Ti化合物与石墨烯复合掺杂对MgH_(2)放氢性能的影响。通过键长、键角和相互作用能的计算,发现Ti化合物与石墨烯复合掺杂MgH_(2)能更有效削弱MgH_(2)分子的Mg-H键,其中TiO_(2)/石墨烯的削弱作用最强。通过电荷差分密度计算,揭示MgH_(2)分子在不同Ti化合物/石墨烯表面的电荷转移情况。通过计算Mg_(4)H_(8)团簇在不同Ti化合物/石墨烯表面的放氢焓,证明TiO_(2)/石墨烯复合掺杂对MgH_(2)的放氢性能改善效果最佳。

关键词： 1060纯铝   微弧氧化   Cr_(2)O_(3)   石墨烯   阻氚涂层  

摘要： 为了获得高质量的氧化铝阻氚涂层,采用微弧氧化技术,以磷酸盐为主要电解液成分,在电解液中掺入Cr_(2)O_(3)和石墨烯作为添加剂,在1060纯铝表面制备微弧氧化涂层。采用扫描电镜、X射线衍射仪、涡流测厚仪、维氏硬度测量仪、摩擦磨损试验机和电化学工作站表征微弧氧化涂层的表面形貌、元素分布、物相组成、涂层厚度、涂层硬度、耐磨性和耐蚀性。结果表明:在电解液中同时加入3 g/L Cr_(2)O_(3)和1 g/L的石墨烯所制备的微弧氧化涂层表面形貌更加致密,涂层中α-Al_(2)O_(3)和γ-Al_(2)O_(3)的占比得到提高,厚度达25.3μm,硬度达763.01HV,平均摩擦因数为0.4781。同时,其自腐蚀电位为-0.185 V,自腐蚀电流密度为1.095×10^(-9)A·cm^(-2)。

关键词： 石墨烯量子点   马拉硫磷   荧光检测  

摘要： 本研究利用荧光共振能量转移原理(Fluorescence Resonance Energy Transfer,FRET),合成功能化石墨烯荧光探针用于检测结球甘蓝中的马拉硫磷。通过自下而上的方法对丝氨酸(L-Ser)、赖氨酸(L-Lys)和柠檬酸的混合物进行热解反应,得到功能化石墨烯量子点(S-L-GQDs)。其与氨基修饰的马拉硫磷适配体(O-Apt_(m))通过共价连接,生成O-AptmS-L-GQDs连接物,表现出优异的荧光性能。氧化石墨烯(GO)与O-Apt_(m)-S-L-GQDs作用引起荧光淬灭,在目标物马拉硫磷存在下,使得GO从O-Apt_(m)-S-L-GQDs表面脱落而恢复荧光,进而指示体系中马拉硫磷的检测。本方法的线性范围为5~500μg/L,相关系数R为0.9996,定量限为10.0μg/kg,对结球甘蓝样品中马拉硫磷添加回收率为80.9%~107%,相对标准偏差(RSD)为6.1%~8.9%。研究结果表明O-Aptm荧光探针法可用于马拉硫磷的快速检测,也为其他农药残留的快速检测提供了一种新的手段。

关键词： 化学气相沉积   硅负极   石墨烯   锂离子电池  

摘要： 以丙烯为碳源,利用化学气相沉积(CVD)的简单方法,在纳米硅颗粒(Si NPs)表面自催化原位生长石墨烯(G),制备出Si@G复合材料。在Si NPs上生长的G的骨架结构在电化学循环过程中很稳定。此外,电解液还能在Si@G复合材料表面形成稳定的固体电解质界面膜(SEI)结构,它避免了传统硅负极在循环过程中发生的结构破坏和SEI膜的反复生成,从而对电极材料的体积膨胀起到抑制作用。

关键词： 应用光学   纳米光子学   手性传感   石墨烯  

摘要： 为了实现手性传感和对少量分子或单分子的手性识别和检测,将单层非手性石墨烯纳米片组成平面手性超表面,利用石墨烯等离激元共振响应及纳米片之间的耦合效应,获得单一手性、分布较均匀且强烈的近场手性响应。利用COMSOL软件对电磁波与超表面的相互作用进行数值模拟分析。模拟结果显示:相对于非手性超表面,平面手性超表面所产生的手性近场更强且分布更均匀;随着错位位移的增加,光学近场强度逐渐增加,对应的手性峰(谷)位置变化很小;随着纳米片宽度增加,手性峰(谷)位置蓝移,当纳米片所围面积不变时,手性增强强度有微小变化,而当纳米片所围面积增加时,平均近场手性增强减小;随着纳米片长度的增加,光学手性近场强度基本保持不变,但对应的手性峰(谷)位置明显红移;随着石墨烯纳米片费米能级增加,光学手性强度增大且对应的手性峰(谷)位置明显蓝移;当纳米片包围区域填入相反手性的手性分子时,其吸收谱相对于非手性分子呈对称分布。此理论研究有望为在实验中实现手性传感、对少量分子或单分子检测提供理论参考。

关键词： 水基钻井液   高温真空干燥   氧化石墨烯   刚性颗粒   柔性封堵剂   致密封堵层  

摘要： 泸州区块深层页岩气地层微米级裂缝发育,且偶有天然裂缝存在,结构面节理特征弱,钻井过程中,容易造成滤液侵入地层,引起井壁坍塌,亟待研制一款能抗压抗高温的微米尺度刚性封堵剂,既能应对微米裂缝带来的威胁,又可以与大片径堵漏剂有很好的协同堵漏作用。采用改进Hummers法制备氧化石墨烯(GO)水凝胶,经超长时间高温真空干燥之后,将其粉碎,获得了一种刚性氧化石墨烯颗粒(GO-RP)。这种颗粒属于氧化石墨烯纳米片的多重叠加,用超声波无法使之分散,单体能够承受215℃以下的温度。采用可驱替式堵漏仪评价这种颗粒的协同堵漏性能,实验结果表明,GO-RP可在压力作用下不断地冲进裂缝孔隙进行填充,搭配混合堵漏剂,尤其是带有柔性纤维的材料,能够形成更致密的承压封堵层,承压能力高达9 MPa,降漏失率提升了约70百分点。将封堵剂GO-RP加入水基钻井液中,可使钻井液漏失量显著降低,同时,在高温下仍能保持较好的摩擦性能和抗压能力。这种刚性氧化石墨烯颗粒封堵剂在钻井堵漏领域有良好的应用前景。

关键词： 石墨烯   间二硝基苯   电化学传感器  

摘要： 基于石墨烯修饰玻碳电极(GR/GCE)构建了一种新型灵敏的间二硝基苯(m-DNB)电化学传感器,研究了m-DNB在该传感器上的电化学行为。与裸GCE相比,m-DNB在GR/GCE上出现两个灵敏的还原峰,表明GR/GCE对m-DNB有较好的电催化活性且该过程是一个还原不可逆过程。在最佳实验条件下,还原峰电流与m-DNB浓度在0.08~100μmol/L范围内呈良好的线性关系(R2=0.9975),检出限(LOD)为0.075μmol/L(S/N=3)。此外,GR/GCE对m-DNB的测定具有良好的稳定性、重现性、选择性和较高的灵敏度,能应用于实际水样中m-DNB的快速检测。

关键词： 氧化石墨烯量子点   光化学法   氧化石墨烯   细胞毒性  

摘要： 氧化石墨烯量子点(GOQDs)凭借其细胞毒性低、荧光稳定性好、水分散性高、生物相容性好等优点而备受青睐。本实验以氧化石墨烯(GO)为碳源,H_(2)O_(2)作为氧化剂,采用一步原位光化学法在30 min内快速得到GOQDs,提出了一种高效、绿色制备GOQDs的方法。采用TEM、XPS、UV-Vis等对GOQDs的结构、形貌等进行表征。结果表明,当光照反应时间为0.5 h,H_(2)O_(2)加入量为18 mL条件下,得到产率高,粒径分布在4-8 nm之间均匀的GOQDs。研究表明,不同浓度GOQDs溶液培养的生物细胞存活率均维持在70%以上。这说明GOQDs作为一种毒性小、生物相容性很好的新型纳米材料可能取代常规的荧光纳米材料,在致病菌检测、组织细胞荧光标记、细胞成像、药物检测等方面有望得到应用。

关键词： 非金属   纳米材料   化学发光   石墨烯   碳点   黑磷  

摘要： 近年来,具有独特光电性能、良好催化活性和反应活性的新型纳米材料逐渐崭露头角,并得到了广泛关注与研究。特别是非金属纳米材料由于其光电性质和能带结构的可调谐性、大的光学吸收率、窄带对称发射以及良好的生物相容性、易功能化等特点引起了人们极大的兴趣。非金属纳米材料的引入为化学发光(CL)传感领域注入了新活力。这些纳米材料不仅能够极大地放大CL信号,提高CL分析法的灵敏度和选择性,还为CL的实际应用与发展开辟了新的道路。它们可以作为优良的发光体、能量受体或催化剂,从而优化CL体系的性能,使其更加适用于环境分析、免疫检测、食品安全领域。该文对非金属纳米材料在液相CL分析法中的最新进展进行了全面的梳理和总结,主要包括石墨烯、碳点、黑磷以及硅、硫纳米颗粒辅助的新型CL体系,还深入探讨了这些纳米材料的作用机制和分析应用,最后对该领域所面临的问题和未来发展趋势进行了展望。