关键词： 功能化石墨烯   聚丙烯热熔胶   色氨酸   耐高温性能   粘接性能  

摘要： 针对油气输送管道工况对聚丙烯（PP）热熔胶高温黏接性的需求，保障PP热缩带基材在管道上的稳固安装和长效防腐，通过色氨酸改性石墨烯界面增容PP，制备强界面结合的功能化石墨烯/PP热熔胶，并通过挤出机生产线完成功能化石墨烯/PP热熔胶的制备和涂覆。结果表明，色氨酸分子中的吲哚环通过π-π堆积作用吸附于石墨烯表面，其氨基与PP接枝马来酸酐的酸酐基团反应形成酰胺键，从而完成石墨烯与PP的界面增容，实现了PP在石墨烯表面的功能化。功能化石墨烯的引入使得PP热熔胶的结晶过程和动态力学性能得到有效改善，与纯PP热熔胶相比，其熔点提升1.1℃、结晶度提高10.41%，110℃下储能模量提升43.45%。功能化石墨烯经挤出工艺加入PP热熔胶后，体系的机械性能和耐高温黏附性能显著增强，与纯PP热熔胶相比，110℃下剪切强度提升至1.42 MPa，脆化温度降至-23℃。而热熔胶剥离强度为148 N/cm（23℃）和53 N/cm（110℃），分别达到ISO 21809-3标准的370%和265%。

关键词： 氮掺杂磁性石墨烯   合成机理   自催化热解   结构表征   电磁性能   环境修复  

摘要： 磁针对现有磁性石墨烯合成工艺复杂、成本高昂及磁性颗粒分散不均等问题，本研究提出基于石墨相氮化碳（g-C3N4）与二茂铁协同自催化热解的一步法制备氮掺杂磁性石墨烯。通过调控热解温度（450℃～720℃），精准控制磁性组分比例与碳层厚度，并系统揭示了材料形成机制：g-C3N4作为碳/氮前驱体，其热解产物通过碳热还原将二茂铁衍生的铁氧化物转化为碳包覆铁碳化物（5～8层石墨烯壳层，间距0.34 nm），同时铁物种催化sp2碳网络重构（XPS显示C=C峰强度提升75%）。研究结果表明，所得材料兼具高比表面积（344.25 m2/g）、均匀介孔结构（孔径15.38 nm）及多功能特性：电磁性能方面，材料在2 mm厚度下于10.2 GHz处呈现-7 dB的局部反射损耗极值；当厚度优化至3.5 mm时，其有效吸收带宽（反射损耗≤-10 dB）扩展至7.4 GHz（覆盖8 GHz～15.4 GHz），展现出宽频电磁调控能力；压阻响应性显著，32 MPa压力下电阻率降至0.2Ω·cm；磁化强度达46.49 emu/g，极低的剩磁比（Mr/Ms≈0.02），矫顽力463.56 G，呈现典型软磁特性。材料表面亲水性（接触角36.6°）与氮掺杂（3.78 wt%）协同提升了环境介质相容性。相较于传统多步法，该方法通过自催化机制简化工艺，显著改善了磁性颗粒分散稳定性难题，为电磁屏蔽与环境修复领域的应用提供了高性能材料基础。

关键词： 石墨烯   狄拉克流体   流体力学   量子临界输运  

摘要： 在传统凝聚态体系中，电子强关联效应常被屏蔽机制与晶格约束所削弱。而石墨烯凭借其线性色散关系、长程库仑相互作用的非屏蔽性与无质量载流子的相对论动力学特征，在电中性点附近形成一种独特的非费米液体状态——狄拉克流体，构成研究量子临界输运与集体流体行为的理想平台。近年来，高质量材料制备技术的发展使得狄拉克流体的多种理论预测得以验证，本文基于石墨烯的能带结构与狄拉克电子的流体力学理论框架，系统回顾了该领域的关键实验进展，包括量子临界电导率的普适标度、Wiedemann–Franz定律的显著违背、粘性流动的非局域输运行为以及实空间电子流场的成像技术。

关键词： 太赫兹   电导率   石墨烯   双折射成像   时域光谱  

摘要： 石墨烯凭借其优异的物理化学性质在储能、电子等领域展现出广阔应用前景，而化学气相沉积法（CVD）虽能制备米级单晶石墨烯，但在生长转移过程中产生的微观缺陷会显著损害电学性能。传统接触式电学表征技术（固定/移动触点法）存在破坏样品、检测效率低等局限，非接触式太赫兹时域光谱虽能无损检测石墨烯二维薄膜电导率分布，但传统技术的扫描探测时间较长。本研究创新性地开发了基于电光晶体双折射成像的THz-TDS系统，采用1030 nm飞秒激光器与铌酸锂晶体生成太赫兹脉冲波，通过CCD直接记录双折射光斑替代传统锁相放大装置，结合Drude-Lorentz模型解析电导率。实验表明，该系统将二维扫描时间提速17倍，在保持石墨烯电导率检测精度的同时，显著降低硬件成本，为大规模石墨烯薄膜电学性能评估提供了高效解决方案。

关键词： 石墨烯气凝胶   氧化石墨烯   碳纳米管   湿压组装   各向异性  

摘要： 为探究宏观尺寸可控的各向异性石墨烯复合气凝胶的制备与性能，本文创新地采用“水塑性发泡”和“简单湿压组装法”相结合的方式，实现了经还原发泡的单层氧化石墨烯复合气凝胶单元向宏观尺寸可控的多层结构的定向组装。该方法基于氧化石墨烯片层在压力下作用下产生的毛细力，使单元间界面处的氧化石墨烯片(GO)相互扩散，在干燥过程中依靠氢键与 π-π 作用力重新堆叠，最终形成宏观尺寸可控的石墨烯复合气凝胶块体。所得气凝胶在力学性能上，得益于碳纳米管(CNT)增强骨架，垂直于片层堆积方向展现出卓越的压缩回弹性，历经 500 次压缩循环仍可恢复初始体积。热学性能方面呈现显著各向异性，平行于片层方向具有良好的导热性，热导率为 11 W/(m·K)，沿片层堆积方向具有隔热性，热导率为 1.19 W/(m·K)。当热源方向与片层排列平行时，温度沿片层方向均匀分布，而当热源方向与片层排列方向垂直时，复合气凝胶内大量的孔隙结构阻断了固体热传导，气凝胶块体上下表面温平均差达到80 ℃。综上，此各向异性石墨烯复合气凝胶凭借独特制备工艺与性能特点，在航空航天、电子信息、能源等多领域拥有广阔应用前景，有望助力相关行业的材料技术革新与发展。

关键词： 锑化铋   还原氧化石墨烯   二甲基亚砜   超声处理   电沉积   热电性能  

摘要： [目的]研究镀液超声处理时间对Bi2Te3–还原氧化石墨烯（rGO）热电薄膜共沉积过程和热电性能的影响。[方法]通过循环伏安法和阴极极化曲线测试，研究了二甲基亚砜（DMSO）体系镀液配制过程中的超声处理时间对Bi3+、Te4+、氧化石墨烯电化学行为的影响。采用恒电位沉积法制备Bi2Te3–rGO热电薄膜。通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、能谱分析（EDS）及赛贝克系数测试系统对所得Bi2Te3–rGO热电薄膜的组织结构和性能进行表征和分析。[结果]对镀液超声处理1 h可以一定程度提高还原过程的阴极极化；随超声时间延长，薄膜表面粗糙度增大，Te与Bi的原子分数比逐渐接近理想Bi2Te3材料的1∶1.5；镀液超声处理3 h时，所得热电薄膜的塞贝克系数最高（28.6 μV/K）。[结论]超声处理镀液可以在一定程度上提高提升Bi2Te3–rGO热电薄膜中Te与Bi的原子分数比和塞贝克系数。

关键词： 氧化石墨烯   水化硅酸钙   分子动力学模拟   界面作用  

摘要： 本研究采用分子动力学揭示了GO/C-S-H界面作用机制。发现GO表面羧基通过O=COOH-Hw强氢键与Ca-O离子键网络协同作用，界面结合能较环氧基/羟基体系提升61.1%-65.2%。温度-湿度耦合呈现阈值效应：275-325 K时每升温10 K结合能下降9.8%，界面过度水合会导致粘附强度显著降低。多层GO体系粘附性能随层数递增，但需优化堆叠层数防止缺陷。基于模拟结果，揭示GO官能团通过调控界面水结构主导结合性能的规律。研究阐明温度/湿度/层数多因素耦合作用机制，为设计高耐久纳米混凝土提供了界面水结构调控的量化设计框架。

关键词： 石墨烯   电磁场   狄拉克方程   本征值  

摘要： 石墨烯作为一个前沿的研究领域,其本征值问题的求解对量子力学教学具有重要的示范意义。本文以石墨烯为例,提出了严格求解外加电磁场下无质量狄拉克方程本征值问题的一种较为简洁的方法,即基于朗道和栗弗席兹的相对性量子理论原理,并借助一维谐振子模型众所周知的本征值解巧妙地解析得到了狄拉克方程的本征能量和本征波函数。结果表明,在外加电磁场的石墨烯物理系统中,电场会使得相邻朗道能级间隔发生收缩,并最终导致整个朗道能谱在β=1的临界值处突然发生塌缩,这一有趣的物理现象在非相对论性的标准二维电子气系统中并未出现。石墨烯本征值问题的求解,可以展示量子力学在凝聚态物理和材料科学中的应用。学生可以学习如何使用量子力学理论来解释和预测石墨烯的电学性质,如能带结构和导电性等。这有助于增强学生对量子力学理论与实际应用之间的联系,提高他们对凝聚态物理和材料科学中量子效应的理解。

关键词： 氧化石墨烯   没食子酸   黄褐斑   微针   光热疗法  

摘要： 目的 制备一种用于治疗老年黄褐斑的抑制黑色素分泌的光热治疗微针,并对其性能及效果进行评价。方法 使用没食子酸(GA)改良氧化石墨烯(GO)结构,制备GAGO纳米复合材料;使用紫外—可见分光光度法和傅里叶变换红外光谱验证GAGO的合成情况;使用马尔文粒度仪检测GO、GAGO在水溶液、 PBS和RPMI 1640培养基中的稳定性;筛选壳聚糖、聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)、聚乙烯醇三种基质材料并确定微成型灌注方法。使用光学显微镜和扫描电子显微镜表征其形貌;使用Instronnstron压缩—拉伸测试机测试微针的机械性能;使用SD大鼠皮肤测试微针的皮肤插入性能;通过808nm近红外(NIR)激光器评估微针的光热转换性能;使用B16黑色素瘤细胞中对GAGO光热治疗的体外抑制效果进行验证。结果 GA成功负载于GO,且具有较好的稳定性和理化性质。成功构建了GAGO-PVP微针,其形貌表征美观,便于浇筑与脱模,针尖完整无气泡,通过机械性能测试,失效力达到3.66 N/针,能刺穿皮肤且不引发炎症,具备良好的光热转换性能。与对照组比较, GAGO在NIR激发时,能够显著提高B16黑色素瘤细胞活性,降低酪氨酸酶活性并抑制黑色素分泌,差异均具有统计学意义(P<0.001)。结论 GAGO NIR治疗能显著抑制B16黑色素瘤细胞活性和黑色素的分泌, GAGO-PVP微针具有应用于黄褐斑治疗的潜力。

关键词： 石墨烯   海藻酸钠   水凝胶珠   结晶紫   双网路  

摘要： 通过离子交联与原位还原组装制备了一种海藻酸钠改性石墨烯双网络水凝胶珠(CG),对样品的结构与形貌进行了红外光谱、拉曼光谱、扫描电镜表征,研究了其对结晶紫染料的吸附性能。结果表明:氧化石墨烯与海藻酸钙之间存在较强的氢键相互作用,形成了石墨烯片层3D网络与海藻酸钙双网络结构水凝胶珠,凝胶球具有良好的力学性能,在pH=1.2及pH=7.4溶液中表现出不同的溶胀行为,呈现pH智能响应性。石墨烯凝胶珠内部呈现多孔结构,对结晶紫染料表现出较高的吸附能力与较快的吸附速率,最大吸附量为363.6mg/g。利用在不同pH溶液的吸附性能不同,实现水凝胶珠的再生和重复使用,重复使用5次后,去除率仍保持在90%左右。吸附等温模型符合Langmuir模型,Freundlich模型表明该吸附过程为有利吸附,吸附动力学符合伪二级动力学模型。