关键词： 氧化石墨烯   荧光传感体系   氟虫腈  

摘要： 利用氧化石墨烯(GO)对不同核酸适配体(FAM-aptamer)吸附能力的差异及其超强的荧光淬灭能力,以及脱氧核糖核酸酶I(DNaseI)的高效水解能力,组装可特异性识别氟虫腈的荧光探针,建立了一种快速、灵敏检测氟虫腈的荧光分析新方法。当样品中不含氟虫腈时,FAM标记的适配体被GO吸附,通过荧光共振能量转移(FRET)作用使荧光基团FAM的信号降低,并且可被GO保护,防止被DNaseI水解。当样品中含有氟虫腈时,氟虫腈与FAM-aptamer形成复合物,致使FAM远离GO表面,体系荧光恢复。形成的复合物可触发DNaseI对适配体的水解,释放出荧光分子和氟虫腈;随后,释放的氟虫腈可以结合到另一个适配体上,触发新一轮水解。通过不断的识别-水解循环,大量的FAM荧光分子被释放出来,荧光信号增强,从而可实现信号的1:N倍放大。该传感体系的线性范围为2~10 nmol/L,可用于实际样品中氟虫腈的检测。

关键词： SnS_(2)   还原氧化石墨烯   锂离子电池   电化学性能   电池负极材料  

摘要： 通过水热法制备了SnS_(2)/还原氧化石墨烯(SnS_(2)/RGO)复合材料,采用X射线衍射谱(XRD)、拉曼光谱(Raman)、X射线光电子能谱(XPS)和N2吸附-脱附表征SnS_(2)/RGO复合材料的物相晶型、化学基团、元素组成和比表面积与孔隙孔径。SnS_(2)/RGO复合材料作为锂离子电池负极材料组装纽扣电池。结果表明:电流密度100 m A/g条件下,SnS_(2)/RGO复合材料的充放电比容量明显高于纯SnS_(2),SnS_(2)/RGO复合材料第一次放电比容量高达2803 m Ah/g,表现出优异的电化学性能。循环100次后放电比容量仍然可以达到941 mAh/g,而循环100次后纯SnS_(2)的放电比容量远低于SnS_(2)/RGO复合材料,仅为198 m Ah/g,表现出良好的循环稳定性。1 000 m A/g的高电流密度下,SnS_(2)/RGO复合材料放电比容量依然可以达到696 mAh/g,表现出良好的倍率性能。

关键词： 激光诱导石墨烯   复合材料结构   电加热功能   电加热实验测试  

摘要： 为了应对飞机高空飞行时防除冰的需求,本文提出采用激光诱导石墨烯技术制备具有电加热功能的复合材料结构的方法。根据机翼前缘结冰特点,设计了中间密集、两边稀疏的波浪形加热线形式,利用激光诱导石墨烯技术快捷、高效、成本低的优点,通过二氧化碳激光器在聚酰亚胺纸表面诱导出石墨烯加热线图案,并将其与复合材料预浸料共固化形成层合结构。进行了一系列电加热实验,测试和分析在一定电流作用下结构表面竖直与水平方向的温度分布规律以及对一定厚度和质量冰层的电加热融化情况,验证了所提出和制备的复合材料电加热结构的可行性和有效性。

关键词： 石墨烯   再生纤维素纤维   光热功能   远红外性能   导热系数  

摘要： 制备石墨烯分散体系作为光热功能助剂,并通过纺前注射装置将其加入再生纤维素纤维纺丝溶液中,采用湿法纺丝工艺制备石墨烯碳基光热功能再生纤维素纤维。介绍石墨烯分散体系的制备方法,并对制备的石墨烯碳基光热功能再生纤维素纤维的光热性能进行分析。结果表明:制备石墨烯分散体系具有较小的粒径和粒径分布,且分散效果良好;石墨烯碳基光热功能再生纤维素纤维具有较好的光热功能,该纤维表面温度随红外辐照时间增加和石墨烯添加量增加而逐渐升高;去除红外辐照后,温度下降速率随石墨烯添加量增加而逐步减小;该纤维对测试波长范围内的光均具有较高吸收性,远红外性能优良,远红外性能和导热系数随石墨烯增加而逐渐增大。

关键词： 《少年派的奇幻漂流》   《鲁滨逊漂流记》   茫茫大海   生存概率   海水淡化   石墨烯  

摘要： 看过《少年派的奇幻漂流》《鲁滨逊漂流记》等探险类电影的人都知道,在孤岛或茫茫大海中求生,如何获取淡水是最大挑战。试想一下,如果此时求生者拥有一个能快速从海水中提取大量淡水的小型手持装置,生存概率将大大提高。

关键词： 石墨烯油墨   炭黑   发热膜   黏度   方阻  

摘要： 为了研究炭黑、DBE对石墨烯油墨的印刷适性和发热膜导电性的影响,寻找既能增强发热膜导电性又能保持良好印刷适性的最佳配比,本文采用单因素法,在石墨烯原浆中通过添加不同含量的炭黑和DBE制备多组石墨烯电热油墨,并印制石墨烯发热膜。通过测试油墨在不同温度或剪切速率下的黏度、发热膜的方阻、SEM图等探究石墨烯电热油墨的最佳配比。结果表明,随着炭黑含量的增加,油墨黏度变大,方阻先减小后增大,含量为0.9%时方阻最小。随着DBE含量增加,油墨黏度减小,方阻逐渐增大。添加8%的DBE和1.8%的炭黑配制的油墨具有良好的印刷适性,配合100目网版印制的发热膜方阻较直接使用原浆减小了50.4%。同时添加炭黑和DBE是保持印刷适性、降低发热膜方阻的有效方法。

关键词： 石墨烯改性材料   铜钨合金   电触头   有限元方法   仿真模拟  

摘要： 随着人们的用电需求持续增大,高压电网及特高压电网的系统运行需要得到足够的保障,高压断路器的开断寿命成为影响高压及以上电压电网线路安全运行的重要因素。在电触头高压开断的过程中,由于击穿放电形成拉弧烧蚀等原因,触头表面会产生材料转移,多次累积下会造成电触头失效的结果,从而产生安全隐患。提高电触头的耐烧蚀性能非常重要,而目前对烧蚀性能的评价仍然依赖昂贵的型式试验验证。调研了石墨烯/铜钨(CuW)合金的制备方法和各种性能,以及高压电触头的开断过程中的物理过程。接着采用了石墨烯的掺杂改性铜钨整体触头材料,建立了电触头高压烧蚀仿真模型,通过有限元方法分析在多场作用下电触头的电弧侵蚀过程。结果发现石墨烯在CuW材料中均匀分布时能够提高材料的密度和力学性能,从而使电触头具有更好的力学以及电学性能。通过对电触头高压烧蚀过程的理论模拟和仿真模型的计算,得到电弧侵蚀下的电触头温度分布,对比石墨烯改性CuW以及现役传统CuW的电弧侵蚀下的电触头温度分布,发现石墨烯改性CuW具有更强的抗电侵蚀能力。初步解释了石墨烯在铜钨合金中的增强机理,并为后续石墨烯掺杂铜钨电触头的研发提供理论和模拟水平上的指导。

关键词： 氧化镍   还原氧化石墨烯   水热法   超级电容器  

摘要： 采用一步水热法成功合成了还原氧化石墨烯/氧化镍(RGO/NiO)复合材料。采用X射线衍射仪、扫描电镜、透射电镜等进行表征分析,结果显示NiO纳米棒被锚定在石墨烯片表面,表明了RGO/NiO复合材料的成功制备。由于RGO的高电子转移速率以及NiO纳米棒与RGO的有效结合,该复合材料在0.5 A·g^(-1)时具有1100 F·g^(-1)的高比容,经10000次恒流充放电循环,RGO/NiO电容保持率仍能达到90.1%,表明其拥有良好的循环寿命。总之,这种复合电极材料制备过程环保,具有很大的应用潜力,特别是在超级电容器电极方面的应用前景广阔。

关键词： 热界面材料   还原氧化石墨烯   碳化硅纳米纤维   环氧树脂   导热性能  

摘要： 还原氧化石墨烯/聚合物复合材料因其高柔性和高热导率常被用作电子元器件的热界面材料,但还原氧化石墨烯片层易团聚,且热导率存在各向异性,可通过构建复合材料来构建导热通路改善其导热性能。以LED灯为研究对象,通过静电纺丝—高温煅烧法制得还原氧化石墨烯/碳化硅/碳复合材料。与环氧树脂共混得到还原氧化石墨烯/碳化硅/碳复合材料/环氧树脂复合薄膜,研究不同还原氧化石墨烯加入量对复合薄膜导热性能的影响。结果表明:该复合材料具有三维网络结构,还原氧化石墨烯片层插入了碳化硅/碳纳米纤维间,有效防止了还原氧化石墨烯的堆叠问题,且碳化硅/碳纳米纤维在还原氧化石墨烯片层间形成了有效的导热通路,从而提高了材料的热导率。还原氧化石墨烯/碳化硅/碳复合材料/环氧树脂复合薄膜的热导率达到2.097 W·m^(-1)·K^(-1),表明碳化硅与还原氧化石墨烯复合能够有效提高导热性能。该研究有望为电子器件及其他需要热管理应用的领域提供一种新型导热材料。

关键词： 石墨烯   水性油墨   丝网印刷   柔性电阻加热器   热管理  

摘要： 【目的】为了制备环保型的石墨烯基水性导电油墨,印刷高性能柔性电阻加热器(flexible resistive heaters,FRHs),实现锂离子电池的低温热管理。【方法】采用球磨法制备石墨烯基水性导电油墨;采用扫描电子显微镜和透射电子显微镜表征石墨烯及印刷图案的形貌和结构;采用平板流变仪和四探针电阻仪表征炭黑含量对石墨烯基水性油墨流变性能和印刷图案导电性能的影响;探讨石墨烯基FRHs的响应速率、热稳定性和力学性能,以及其在锂离子电池低温热管理中的应用。【结果】油墨的静态黏度和黏度恢复率随着炭黑含量的增加而增大,印刷图案的电导率在炭黑质量分数为15%时达到最大,为20383 S/m;石墨烯基FRHs在8 V的低电压下30 s快速达到150℃,能够实现120次的重复开关循环,在72 h的持久运行后温度仅增加2.54%,并且在2000次的弯折后温度变化小于2.1%。在电压为6 V时将锂离子电池从-30℃预热至20℃,并在30 min内实现80%的充电容量。【结论】射流空化法产生的高剥离度、完好晶体结构和较大横向尺寸(1μm)的石墨烯与填充于其中的炭黑使油墨具有合适的流变性,并在印刷图案中构建致密的导电通道,赋予FRHs优异的性能。