关键词： 二维材料   超流拖拽效应   超导不均匀性   量子涨落  

摘要： 由绝缘体间隔的两个导体间的层间拖拽效应是研究准粒子耦合和探索层间关联物态的重要途径,而具有丰富可调物性的二维层状材料为研究拖拽效应提供了更多可能.本文制备了石墨烯-氮化硼-二硒化铌这一电双层结构,系统研究了二维半金属和二维超导体之间的拖拽效应.当石墨烯作为驱动层,二硒化铌作为被动层时,可以在二硒化铌超导转变温度区间发现显著的拖拽响应,表现出明显的超流拖拽特征;而当二硒化铌处于正常金属态时,拖拽信号消失.磁场、栅压调制下的测试进一步表明,拖拽响应与二硒化铌的超导转变直接相关,且其符号不依赖石墨烯载流子类型.更为重要的是,通过对比不同器件发现,这类超流拖拽响应仅出现在空气中解理的薄层二硒化铌中,因此二硒化铌中超导的不均匀性是产生该效应的关键.其机制可能源自非均匀超导体中量子涨落与二维半金属电荷密度波动之间的库仑耦合.

关键词： 应变传感器   电阻式   裂纹   微结构   高灵敏  

摘要： 针对裂纹结构传感器应变范围小、稳定性差的问题，文章以改性聚苯乙烯磺酸钠(PSS)、石墨烯(GNPs)和硅橡胶(silicon rubber, SR)为材料，使用丝网印刷工艺制备一种具有双层裂纹结构的高灵敏电阻式柔性应变传感器。首先阐述该传感器制备流程，并对改性聚苯乙烯磺酸钠进行化学表征；然后分析传感器不同结构的导电机理并仿真得到双层裂纹结构的工作原理；最后对传感器的静动态特性进行测试。结果表明：所制备的双层裂纹结构柔性应变传感器在宽工作范围(0～85%应变)下具有超高的灵敏度(应变灵敏度系数GF值可达16 364)、快速响应时间(65 ms)以及优异的工作稳定性(>1 000次循环)。该传感器应用于人体脉搏信号检测，通过提取所得的脉搏波特征信号能够判断受试者心血管状况，表明其在可穿戴实时医疗监测领域具有良好的应用前景。

关键词： 石墨烯片   功能梯度   梁   气动弹性  

摘要： 为研究功能梯度石墨烯片增强复合材料（FG-GPLRC）梁在气动载荷和温度共同作用下的非线性静动态特性问题，基于经典梁理论和一阶活塞理论建立超音速流中功能梯度石墨烯片增强梁的非线性振动模型。考虑石墨烯片沿厚度方向呈现3种不同梯度分布（U-GPLRC、O-GPLRC和XGPLRC），由哈密顿原理推导出FG-GPLRC增强梁气动弹性控制微分方程，利用Galerkin法，将其转化为非线性常微分方程，利用Routh-Hurwitz系统稳定性判据，将Hopf分岔化为非线性方程求根问题。通过参数研究，分析温度、石墨烯片质量分数、分布模式对FG-GPLRC增强梁气动弹性的稳定性影响，求解得出无量纲临界流速、临界频率和临界动压，最后通过数值计算进行FG-GPLRC增强梁气动弹性稳定性验证。结果表明：石墨烯片质量分数越大，增强效果越明显，X-GPLRC分布模式增强效果最佳。研究结果将为FG-GPLRC梁的设计优化提供理论参考依据。

关键词： FeOOH   TiO2   蒙脱石   石墨烯   光催化  

摘要： 采用物理复合法制备蒙脱石（MMT）石墨烯（GR）复合型基底材料，通过TEM、BET及FT-IR等表征手段，分析材料的微观表面形貌和比表面积大小等性质。采用分子自组装法制备FeOOH-TiO2纳米膜材料，研究以高活性的FeOOH和TiO2与处理后的粘土矿物基体共存构建多相复合矿物体系，探讨半导体复合、基底性质对光催化性能的影响，揭示多相体系对污染物的吸附-催化-氧化多重化学反应耦合的协同与循环促进作用机制，为今后设计高效光催化剂提供了新的思路。

关键词： 空洞   电子结构   石墨烯   第一性原理计算  

摘要： 采用基于密度泛函理论的第一性原理方法，研究石墨烯上空洞的形成及其电子结构性质。计算碳原子的脱去个数N为1至19个的所有空洞结构。结果显示：随着空洞的不断增大(N=1, 2,…,19),体系的电子结构表现出丰富的性质：有金属性、半金属性和半导体性等。结果发现：金属性的空洞体系在空洞边缘都存在碳悬挂键，而且都具有弱磁性；在空洞边缘不存在碳悬挂键的体系中，仍然可以表现为半金属性、金属性和半导体性。对部分体系的能带结构中出现的平带的电子结构进行仔细的分析，第一性原理的分子动力学计算表明，脱出19个碳原子而形成的空洞在热力学上是稳定的。

关键词： 表面等离子体光热镊   独立自支撑纳米孔金膜   粒子捕获与操纵   单分子主动型SPR传感   石墨烯  

摘要： 本文旨在研究基于独立自支撑纳米孔金膜的表面等离子体光热镊技术及其表面等离子体(Surface plasmon resonance,SPR)传感性能。通过理论分析、仿真模拟和实验验证,本文提出了一种新颖的独立自支撑纳米孔金膜结构,旨在解决传统玻璃衬底对光热性能和SPR性能的限制问题,实现低功率激光下对纳米级粒子的高效捕获与操纵,并开发高灵敏度SPR生物传感器。 首先,本文利用有限时域差分(Finite Difference Time Domain,FDTD)方法分析了独立自支撑纳米孔金膜的表面等离子体性能,发现其在近红外波段具有高度可调性,局域表面等离子体共振频率受纳米孔直径、阵列周期和厚度等结构参数影响。通过优化结构参数,确定了“亮模式”和“暗模式”两种共振模式,并比较了与传统衬底上纳米孔金膜的性能差异,发现独立自支撑结构在局域电场增强强度和范围上更具优势。随后,采用有限元方法(Finite Element Method,FEM)分析了独立自支撑纳米孔金膜的光热性能,发现其温度梯度显著高于传统衬底上的纳米孔金膜,有利于增强目标粒子的热泳力,降低捕获纳米粒子所需的激光功率。 在实验方面,本文开发了基于独立自支撑纳米孔金膜的光热镊系统,包括微流控系统和光路系统的设计与搭建。通过模板转移法制备了高质量的独立自支撑纳米孔金膜,并验证了其表面平整度和纳米孔结构的精度。利用该系统,本文成功实现了对聚苯乙烯(Polystyrene,PS)粒子、金纳米颗粒(Au nanoparticle,ANP)和牛血清白蛋白(Bovine serμm albμmin,BSA)分子的低功率捕获与操纵,验证了理论分析的准确性。 此外,本文还探索了独立自支撑纳米孔金膜在SPR传感中的应用。通过实验验证,发现该金膜具有较高的折射率灵敏度(625 nm/RIU),并提出了单分子主动型SPR传感策略,成功实现了对单个BSA分子的检测。进一步,本文通过转移单层石墨烯到金膜表面,显著提升了其SPR传感性能,折射率灵敏度达到2273nm/RIU,为高灵敏度生物传感器的开发提供了新的思路。

关键词： 石墨烯   培训推广   江苏省   农业   科技创新   新材料  

摘要： 石墨烯是一种从石墨中剥离出来的单层片状结构新材料，是已知的最薄、最轻、强度最高、导电导热性佳、透光率高的新兴材料，被誉为“新材料之王”。为加快推进石墨烯在农业领域的创新应用，一场别开生面的石墨烯农业科技创新成果培训推广活动日前在江苏省苏州市举行。

关键词： 纳米氧化石墨烯   乙烯-醋酸乙烯酯胶粉   水泥砂浆   力学性能   孔隙结构  

摘要： 本文采用纳米氧化石墨烯(GO)和乙烯-醋酸乙烯酯胶粉(EVA)对普通水泥砂浆进行改性，采用FTIR、XRD、TG、NMR及SEM等测试手段，在材料的化学组成、孔隙结构和微观形貌等方面揭示了GO和EVA对水泥砂浆力学性能的影响机制。结果表明：分散良好的GO降低了新拌砂浆的流动度，EVA的加入改善了这一现象；单掺0.03wt%GO的试件力学性能达到最佳，7 d龄期的抗压、抗折强度较基准组(PC)试件提高了24.1%和31%。GO和EVA复掺后，掺量分别控制在0.03wt%和4wt%时试件的28 d力学性能最优，抗压、抗折强度分别为72 MPa和12 MPa，较PC试件提高了25.9%和33.3%。微观试验结果表明：GO的成核效应加速了水泥水化进程并且可以调节花状水化晶体的产生和生长，从而细化试样孔径分布，良好的填充效应使得孔隙结构变得更加致密。EVA早期形成网状薄膜阻碍水泥水化进程，在水化后期，充分发育的网状薄膜与水泥浆体形成互穿网络结构，促进孔隙结构致密化。二者发挥协同作用，显著增强水泥砂浆力学性能。

关键词： WC-Co硬质合金   石墨烯片   WC晶粒尺寸  

摘要： 研究了石墨烯（GPLs）对低压烧结制备的WC-Co-GPLs硬质合金WC晶粒尺寸的影响。通过表征WC晶粒尺寸和相分布等微观组织，探讨了GPLs对WC晶粒细化的作用。结果表明，GPLs的加入使WC晶粒细化明显且WC晶粒尺寸分布更加均匀。当GPLs含量由0增加到0.10wt%时，WC在硬质合金中的平均晶粒尺寸为0.39μm，比WC-Co中的WC晶粒的平均晶粒尺寸降低了32%;WC晶粒的形状并未受到影响，而Co的平均自由程随之减小。微结构表征发现GPLs在WC/WC和WC/Co晶界间均匀分布，这阻碍了WC在液相Co中的溶解和析出过程，同时也阻碍了WC晶粒的迁移和生长。此外，GPLs可以作为材料中的传热板，可提高材料的冷却效率从而抑制WC晶粒生长。