关键词： 石墨烯   拓扑绝缘体   两带模型   拓扑半金属  

摘要： 本专题旨在为感兴趣且学有余力的本科生和低年级研究生提供一条从大学物理到当前二维、三维拓扑新材料研究前沿的学习路径。专题包含两篇,本文是第二篇。基于第一篇回顾过的各种量子霍尔效应及其中的拓扑不变量,本篇介绍多种新材料,包括石墨烯、拓扑绝缘体和拓扑半金属。重点将放在晶格结构的紧束缚模型处理,以蜂窝六角晶格和方晶格为例推导出描述量子反常霍尔效应的两带模型,介绍能带结构与拓扑不变量(陈数、拓扑映射度等)的联系及其所导致的体-边对应关系(bulk-boundary correspondence)。其中自旋轨道耦合(spin-orbitcoupling)的写法、哈密顿量的傅里叶(Fourier)变换、能带结构的求解、拓扑不变量及边缘态的计算都有助于夯实初学者的理论基础。另外本篇还将简述不同种类的拓扑半金属的能带结构及其表面态。

关键词： 取暖设备   电暖器   电热毯   集中供暖   石墨烯   空气源热泵   低碳环保   老三样  

摘要： 冬日里,各式各样的取暖设备悉数登场。如今,除了取暖“老三样”——暖气、热水袋和电热毯外,我们身边还出现了一些科技感很强的“取暖神器”,如石墨烯电暖器、空气源热泵等。它们逐渐从实验室进入寻常百姓家,不仅可以帮助我们抵御严寒,而且更加低碳环保。石墨烯电暖器:升温不用等,即开即热有一种冷叫“南方的冬天”,而一台电暖器对于没有全面集中供暖的南方来说,绝对是冬季必需品。

关键词： 吸波性能   吸波胶带   面密度   石墨烯   轻量化  

摘要： 针对传统吸波胶带面密度大、柔韧性差、频带窄且吸收强度弱等缺点,制备了一种新型的轻量化、高吸收的吸波胶带。吸波胶带采用改性环氧树脂作为基体材料,将石墨烯(rGO)引入羰基铁粉(CIP)中,通过rGO的增韧与阻抗匹配性,进一步优化了吸波胶带的柔韧性且增强了其吸波性能。研究了rGO含量、涂层厚度对吸波胶带的电磁参数、吸波性能以及力学性能的影响。此外,通过SEM等微观手段分析了差异存在的原因。实测结果表明,适量添加rGO,可以形成更多的界面,提升并平衡磁损耗与介电损耗,吸波胶带的吸波性能得到有效改善。当rGO添加量为2%、吸波涂层为1.0 mm时,吸波胶带的吸收峰峰值超过-38 dB,断裂伸长率达148.2%,面密度下降4%,有利于吸波胶带朝着更加轻、薄、宽、强的方向发展。

关键词： 液体硅橡胶   导热硅橡胶   石墨烯   四氧化三铁纳米粒子   加热固化   磁取向   化学共沉淀法   复合材料的制备  

摘要： 申请公布号CN109943075A介绍了一种磁取向的石墨烯导热硅橡胶复合材料的制备方向,属于导热高分子复合材料领域.该复合材料由磁取向的石墨烯和液体硅橡胶组成.首先采用化学共沉淀法制备的磁性四氧化三铁纳米粒子通过静电作用吸附到石墨烯表面,然后将磁功能化的石墨烯填料均匀分散到液体硅橡胶中.通过磁取向处理、加热固化,制备得到磁取向的石墨烯导热硅橡胶复合材料.

关键词： 激光诱导石墨烯   葡萄糖   电化学分析   生物传感器  

摘要： 葡萄糖水平是糖尿病诊断治疗的一项重要评价指标。该文基于激光诱导石墨烯/酶电极构建了一种新型便携式葡萄糖传感器。通过激光诱导石墨烯(LIG)技术制备微型柔性石墨烯三电极系统(LIG电极),并基于1-芘丁酸的疏水端苯环与石墨烯的六元环结构间的π-π叠加效应,对LIG电极表面羧基化,进而共价交联葡萄糖氧化酶(GOx),制得LIG/GOx电极,采用计时电流法,开展葡萄糖传感研究。结果表明,所构建的传感器对葡萄糖的检测范围为5.0×10-5~1.0×10-2mol/L,检出限(S/N=2)为5.0×10-5mol/L。方法表现出较高的选择性、稳定性和良好的重复性,可用于血清、尿样和汗液中葡萄糖的检测。LIG在葡萄糖传感微型电极材料的应用,有利于实现葡萄糖的非临床检测,有望用于便携式传感器的构建。

关键词： 改性炭黑   石墨烯   丁苯橡胶   改性过程   导热填料   安徽大学   共价交联   亲双烯体  

摘要： 由安徽大学申请的专利(公布号CN 114230863A,公布日期2022-03-25)“石墨烯和炭黑复配补强导热填料及其在高强高弹导热丁苯橡胶复合材料制备中的应用”,涉及的石墨烯和炭黑复配补强导热填料是分别以亲双烯体试剂对石墨烯和炭黑进行改性,获得改性石墨烯和改性炭黑,然后将改性石墨烯和改性炭黑按照一定的比例复配制得补强导热填料。与现有改性方法相比,该填料表面设计构建可逆共价交联键,改性过程简单便捷,反应高效,绿色环保。该填料填充丁苯橡胶(SBR)后,与SBR之间形成π-π相互作用,能显著改善SBR的力学性能,在提高SBR的拉伸强度和拉断伸长率的同时提高导热性能,从而制得高强度高弹性的导热SBR复合材料。

关键词： 石墨烯衍生物   成骨细胞   抑菌性   相容性   毒性  

摘要： 石墨烯目前被认为是一种未来革命性的材料,它是一种以sp杂化连接的碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶体结构新材料。石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性,并在骨质疏松的治疗、骨组织修复与再生治疗、骨肿瘤的靶向治疗中有重要的应用前景。然而,石墨烯本身存在理化性质的缺陷,需要进一步功能化,合成石墨烯衍生物,从而提高亲水性、与细胞的相容性,抑菌性,并减少细胞毒作用,从而更好地促进骨细胞的增殖与修复。本文针对目前对石墨烯功能化的方法以及在促成骨方面需要考虑的因素及效果进行了综述,为石墨烯进一步的功能优化以及应用提供参考。

关键词： 分子印迹   纳米金颗粒   还原氧化石墨烯   盐酸环丙沙星   电化学传感器  

摘要： 以吡咯和邻苯二胺为功能单体,以盐酸环丙沙星为模板,在纳米金和还原氧化石墨烯(AuNP/rGO)修饰的玻碳电极上,采用电化学方法制备分子印迹聚合物薄膜电化学传感器.利用扫描电镜对修饰电极表面形貌进行表征;电化学技术测试分子印迹传感器性能.研究了纳米金和还原氧化石墨烯用量对电极电化学性能的影响,并对传感器制备和测试条件进行了优化.在优化条件下,分子印迹传感器对盐酸环丙沙星具有宽的线性检测范围(1.0×10^(-8)~1.0×10^(-2)mol/L),低检测限(7.41×10^(-12)mol/L(S/N=3)),选择性高,稳定性好.此外,该传感器成功检测出了实际药品和牛奶样品中的盐酸环丙沙星.

关键词： 神经元   石墨烯   氧化石墨烯   神经干细胞   增殖   分化  

摘要： 石墨烯及其衍生物作为一类新型纳米材料,具有优异的机械、导电、光学等特性,在包括眼科在内的多个领域有广泛的应用。近年来,越来越多的学者将石墨烯与干细胞研究联系起来,研究其对干细胞的增殖、分化等的调节作用。本文对石墨烯及其衍生物对神经干细胞命运的调控予以综述。

关键词： 氧化石墨烯(GO)   复合垫片   改性方法   宏观性能   微观分析  

摘要： 采用三种硅烷偶联剂(KH550,KH560,KH570)对氧化石墨烯(GO)进行改性,研究不同改性方法及添加量对复合垫片的物理性能的影响,并通过FTIR和SEM进行微观分析,研究结果表明,GO的改性方法、添加量及改性方法和添加量共同作用对复合垫片的压缩率、拉伸强度和浸渍ASTM号燃料油后的增重率有显著影响,而复合垫片的回弹率影响并不显著及GO的改性方法和添加量共同作用对垫片的增厚率影响不显著,经过KH570改性的GO添加量为0.15%所制备的垫片具有最大的回弹率、拉伸强度和增重率;当添加量超过0.15%时,压缩率、回弹率、拉伸强度、增重率和增厚率均有所下降.经过KH570改性的GO加入复合垫片中,促进了组分材料之间较强的微观物理化学作用,当KH570改性的GO添加量为0.15%的复合材料在微观物理和化学相互作用方面表现出最好的效果.综合看来,经过KH570改性的GO添加量为0.15%所制备的垫片综合性能最好.