关键词： 颠覆性技术   创新生态系统   产业技术   价值网络分析  

摘要： 各国在颠覆性技术上和未来制高点上的竞争很大程度上变成了产业创新生态系统的竞争。以具有颠覆性的石墨烯产业为典型案例,采用价值网络分析方法,对颠覆性技术形成产业的创新生态系统结构、互动关系和形成机制进行研究。结果发现:颠覆性技术形成产业的创新生态系统在结构上是具有参差交错的复杂结构关系的动态的、开放的复杂自适应系统,进一步可细分为核心层、辅助层、环境层,多元创新主体及创新种群之间互动协同;创新主体集聚、相互作用以及创新资源集聚和流动驱动石墨烯产业创新生态系统的形成。未来应将创新生态系统这一创新范式上升至国家战略层面,针对颠覆性技术形成产业的不同阶段制定不同政策,从创新生态系统的视角分阶段考虑如何充分发挥各类主体的作用,助推颠覆性技术形成产业。

关键词： 石墨烯   热导率   拉曼法   热桥法   声子   应用  

摘要： 石墨烯以其独特的结构和优异的导热性能引起研究者的广泛关注。石墨烯作为一种具有较高热导率的二维材料,在含能材料、电池材料、导热复合材料等领域都有重要应用。石墨烯导热的理论和实验研究有助于加强对固体导热机制的理解,可以为能源技术、电子器件热管理和散热技术的发展及高效导热材料的设计提供参考。近年来,有较多关于石墨烯热导率的报道,对石墨烯热导率报道进行总结有利于相关研究人员更好地开展工作。本文对石墨烯热导率的测试方法、影响因素及应用现状进行了总结。首先介绍单层石墨烯、少层和多层石墨烯及石墨烯基复合材料热导率测试方法,包括拉曼光谱法、热桥法、激光闪射法和3ω法。然后总结石墨烯热导率的理论研究成果,介绍石墨烯本征热导率的影响因素,如尺寸、层数和缺陷等对热导率的影响。随后归纳总结石墨烯导热材料在含能材料、电池材料和改性复合材料中的应用情况。最后,对石墨烯导热的研究进行了总结,提出目前石墨烯导热研究中的问题和挑战,并且对未来可能的发展方向作出展望。

关键词： 复合涂层   褐土色   低红外发射率   力学性能   石墨烯   邻苯二甲酸二辛酯  

摘要： 以环氧树脂为黏合剂,片状Cu粉为功能颜料,石墨烯和邻苯二甲酸二辛酯(DOP)为界面结构改性剂,制备得到了一种具有良好综合性能的褐土色低红外发射率涂层。系统研究了片状Cu粉添加量(质量分数)、石墨烯添加量(质量分数)及DOP添加量(质量分数)对涂层微结构、发射率、光泽度及力学性能的影响规律。结果表明:合适的片状Cu粉添加量可以构建出表面结构规整、颜料分散均匀、片状Cu粉定向与涂层表面平行的微观结构,从而使涂层实现较低的发射率性能。石墨烯改性可提高涂层的致密度,减少由树脂填充的空隙,从而可进一步降低涂层的发射率。黑色石墨烯改性可明显强化涂层对可见光的吸收作用,从而降低涂层的光泽度。另外,利用石墨烯固有的高强度及高韧性特点,可改善涂层的柔韧性和耐冲击强度。DOP可通过减弱环氧树脂分子间作用力和增强分子链的移动性来提高涂层的塑性和韧性,从而可明显改善涂层的柔韧性和耐冲击强度。当涂层中片状Cu粉、石墨烯和DOP的添加量分别为40%、8%和7%时,所制备的褐土色涂层具有最佳的发射率(0.222)、光泽度(20.4)、附着力(1级)、柔韧性(2mm)及耐冲击强度(50kg·cm)性能。

关键词： 超声处理   纳米流体   石墨烯   分散稳定性   传热强化  

摘要： 降阻煤油在流动过程中存在传热恶化现象。为降低高聚物添加剂带来的传热热阻,在降阻煤油中添加高导热性的纳米石墨烯和分散剂制备稳定的纳米流体,并分别研究了分散剂种类和添加量以及石墨烯纳米颗粒添加量对纳米流体稳定性和传热性的影响规律。结果表明:油胺作为分散剂对纳米颗粒的分散效果优于聚乙烯吡咯烷酮,且当油胺添加质量分数大于2%时,可在15 d内维持纳米流体的均一状态,无分层现象。添加石墨烯纳米颗粒后的流体比热容和导热系数相较于降阻煤油本身均有提升,且在质量分数0.09%的石墨烯纳米颗粒添加量下,所形成的纳米流体比热容相比于降阻煤油提高了8.04%。当纳米颗粒质量分数为0.05%~0.60%时,纳米流体导热系数仅提高约2%。以传热系数为衡量标准,所形成的纳米流体相较于降阻煤油的传热系数增强了21%。

关键词： 站立式石墨烯   化学气相沉积   VG生长机理   柔性传感  

摘要： 站立式石墨烯(vertical graphene,VG)是一种纵向生长的石墨烯材料.它一方面具备石墨烯诸多物理化学性质,另一方面由于片层取向与衬底垂直,具有丰富锐利的边缘和巨大的比表面积,故而具有独特的性能优势,在新能源、传感器、半导体等领域展示出巨大的应用潜力.目前,人们已经开发出多种制备VG的方法,其中化学气相沉积(chemical vapor deposition,CVD)法有利于大面积生长和器件化,逐渐成为主要方法之一.VG的CVD生长过程可分为形成缓冲层、石墨烯成核、片层垂直生长三个阶段,其独特的站立式结构是电场、温度场、衬底催化等作用的复杂结果.目前,VG已经应用于新型电源、高灵敏传感器、生物医疗技术、柔性可穿戴电子等领域.但由于需要较高的环境温度或催化性衬底才能形成,因此VG在可穿戴设备、柔性电子等场景的应用发展较慢.作者认为在柔性衬底表面实现VG的低温生长将成为该领域的重点突破方向。本文从VG的结构与性质、形成机理、生长技术以及应用进展四个方面综述其研究现状,并对其生长技术和应用的发展趋势进行展望.

关键词： 碳纤维   氧化石墨烯   化学接枝   吸波性能   水泥  

摘要： 采用“grafting to”化学接枝法将碳纤维通过化学键键合接枝到碳纤维表面,制备氧化石墨烯接枝碳纤维跨尺度增强体(CF-GO)。通过测试碳纤维和CF-GO的单丝电导率和电磁参数,研究了接枝氧化石墨烯对碳纤维电磁学特性的影响。结果表明,与碳纤维相比,CF-GO的单丝电导率有所降低,但CF-GO的复介电常数实部、虚部和介电损耗角正切均有所增大。接枝氧化石墨烯可增强碳纤维的介电损耗能力,但对碳纤维的磁损耗能力没有影响。在0~18 GHz范围内,CF-GO的阻抗匹配率和衰减常数整体上较碳纤维大,其吸波性能更佳,碳纤维在高频段表现出较好的吸波性能。

关键词： 石墨烯   热轧   热处理   导热系数  

摘要： 采用热轧技术制备了石墨烯增强的不锈钢/铝/不锈钢复合材料,研究了退火处理后的界面微观结构,并揭示了其导热增强机制。结果表明,400℃退火后的不锈钢/铝(未添加石墨烯)界面实现了冶金结合,没有明显的金属间化合物扩散层;500℃退火2 h后,不锈钢/铝复合材料界面出现连续的金属间化合物,其厚度随着退火时间和温度的增加而增加。不锈钢/铝界面添加石墨烯后,500℃退火4 h后界面出现非连续金属间化合物。随着石墨烯浓度提高,不锈钢/铝界面处金属间化合物形成量明显减少。当400℃退火时不锈钢/铝/不锈钢复合材料的导热系数随退火时间的增加而增加,500℃退火时,其导热系数随退火时间的增加先增大后减小。石墨烯阻碍了界面金属间化合物的形成,为传热提供了高速通道,添加石墨烯的样品的导热系数始终高于未添加石墨烯的样品。

关键词： 石墨烯   环保与检测   吸附剂   传感器  

摘要： 环境检测与环境保护有很多方式和途径,由于石墨烯具有独特的物理化学性质,越来越多基于石墨烯和功能化石墨烯的高效吸附剂和传感器被构建用于环境污染物的去除和检测。本文综述了近年来石墨烯基材料在环境保护和检测方面的应用研究成果,出于环保考虑,改性石墨烯可以高效、高选择性地吸附重金属离子,并将其还原成金属进行回收利用;并列举了几种基于石墨烯的高检测限传感器,用于检测环境中的重金属离子、有毒气体和有机污染物;最后,对基于石墨烯的吸附剂和检测装置的未来挑战进行了展望。

关键词： 二维材料   光电子器件   石墨烯   黑磷  

摘要： 二维材料在对称性和能带方面灵活可控,其构建的光电子器件具有高度可调性.近些年,二维材料在光电子器件中的应用取得了显著进展.本文介绍了石墨烯、过渡金属硫化物(如MoS_(2),WS_(2))和黑磷等主要二维材料在可调光电子器件中的研究现状及应用潜力.总结探讨了这些材料的独特物理和化学特性,以及其在光探测器、光调制器和光伏电池中的具体应用.介绍了二维材料在电场、应变和光照等外部条件下展现出的高灵敏度、快速响应和优异的可调光电特性,并展示了基于二维材料的光电子器件在信息技术和能源领域的巨大应用潜力.

关键词： 聚丙烯   氧化石墨烯   复合材料   抗菌性能  

摘要： 以不同添加量的氧化石墨烯(Graphite oxide,GO)为抗菌剂,利用熔融共混法简易制备了聚丙烯(Polypropylene,PP)/GO复合材料,分别对复合材料的力学性能、耐热性能、熔融/结晶温度进行了研究,并重点考察了复合材料对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌性能。实验结果表明:GO对复合材料的增强增刚作用不明显;相较于纯PP材料,当GO质量分数为1.0%时,复合材料的冲击强度为4.62 kJ/m^(2),提高了1.62倍,负荷热变形温度提高了近23.9℃,复合材料对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌率高达50%以上,复合材料表现出优异的抗菌性能。为后续该PP/GO抗菌复合材料在食品包装制品、农业、医用医疗制品的开发及工业化应用奠定实验基础。