关键词： 石墨烯   环氧树脂   黏合剂   复合性   力学性能  

摘要： 环氧树脂胶黏剂具有较高的强度、硬度和耐化学腐蚀性,故其应用越来越广泛。但它也存在一些缺点,如热稳定性差、导电性差等。二维石墨烯是一种具有高强度、高导电性、大比表面积等优异性能的材料,在环氧树脂胶黏剂中添加石墨烯可增强其性能。综述了石墨烯-环氧复合材料的制备及石墨烯对环氧胶黏剂的影响,展望了石墨烯-环氧复合材料的应用前景。未来,在石墨烯-环氧复合材料合成与加工过程中还需解决石墨烯的均匀分散、生产的可扩展性、与环氧树脂及固化剂的相容性等问题。

关键词： 石墨烯   氧化石墨烯   氧化温度   耐热性   官能团   晶体结构  

摘要： 采用高温(90℃)和低温(40℃)两种方式对石墨烯材料进行氧化,制备出了表面含有不同官能团结构的氧化石墨烯(GO)。通过傅里叶红外光谱仪、X射线衍射仪、拉曼光谱仪、X射线光电子能谱仪、热重分析仪和扫描电子显微镜等对制备的GO的表面官能团、晶体结构、元素含量、耐热性和形貌等进行了表征。结果表明在高温条件下利于GO上羧基基团的生成(GO-H),而低温则利于GO上环氧基团的生成(GO-L)。通过不同方式制备的GO具有相近的晶体结构,在GO-L(I D/I G=2.16)上产生的缺陷高于GO-H(I D/I G=1.41),但是GO-L的耐热性高于GO-H。此外,石墨烯材料被氧化后,其层间距得到了增加,由原来的0.34 nm增加到了0.80 nm,证明GO-H和GO-L间的作用力得到了有效减弱。该工作为制备不同结构和性能的GO材料提供了实验依据和理论基础。

关键词： NO   石墨烯   吸附   第一性原理  

摘要： 利用基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势计算方法,对一氧化氮(NO)分子在石墨烯表面上吸附的光学特性进行了理论研究,计算了石墨烯表面顶位、桥位和空位3个位点吸附NO分子的吸附能、Mulliken分布、差分电荷密度、态密度和光学性质。研究结果表明,单O掺杂、单N掺杂和O-N双掺杂的石墨烯表面均易吸附NO分子,其吸附方式是化学吸附;3种掺杂均会在石墨烯的费米能级附近形成新的杂质能级,为电子跃迁提供帮助,提升石墨烯的光学性能;在可见光360~780 nm范围内,O-N双掺杂石墨烯表面C-N键桥位吸附NO分子的光学性能最优,其吸收系数和反射系数的峰值较未掺杂时分别提高了约1.40倍和1.84倍。工作加深了对石墨烯表面吸附NO分子的理解,为基于石墨烯材料的NO传感研究提供了理论支持。

关键词： 碳纳米管   碳基   固体电子学   光电探测   性能潜力   电子技术   石墨烯   太赫兹  

摘要： 碳基电子技术被认为是“后摩尔时代的颠覆性技术之一”,以三维金刚石、二维石墨烯和一维碳纳米管等为典型代表的碳基电子材料各具优异特性,给新一代射频、太赫兹、高线性以及光电探测传感等器件领域带来了技术创新甚至变革性应用的希望,但是不同碳基材料和器件目前又面临系列的不同技术挑战和难题,远未发挥应有的性能潜力,仍需进一步探索和深入研究,共同寻求突破和解决方案。

关键词： 酚醛树脂   有机气凝胶   还原氧化石墨烯   防热   吸波  

摘要： 基于溶胶-凝胶技术,通过物理共混和常压干燥方法,制备了还原氧化石墨烯/酚醛树脂(RGO/PR)杂化气凝胶,考察了RGO/PR杂化气凝胶微观结构、热稳定性和介电性能随RGO含量的变化规律,并探索其作为防隔热/吸波复合材料基体的应用性能。结果表明:RGO片层结构均匀分散在酚醛气凝胶骨架中,RGO的加入可以有效提升气凝胶的热稳定性,当添加RGO的质量分数为4%时,杂化气凝胶的Tmax提升17.28℃;RGO对RGO/PR的介电性能有显著影响,2 GHz介电常数实部由2.6增加到4.7,可以实现对PR气凝胶电性能的灵活调控;气凝胶厚度为20 mm时,最低反射损耗小于-10dB;石英纤维增强RGO/PR杂化气凝胶经500 s表面温度为1200℃的烧蚀后,最大背温仅为186.31℃,表现出良好的防隔热性能。

关键词： Twisted bilayer graphene van   Hove singularity   Ultrafast photoluminescence   Hot carrier dynamics  

摘要： Interlayer twist evokes revolutionary changes to the optical and electronic properties of twisted bilayer graphene(TBG)for electronics,photonics and *** the ground state responses in TBG have been vastly and clearly studied,the dynamic process of its photoexcited carrier states mainly remains ***,we unveil the photoexcited hot carrier dynamics in TBG by time-resolved ultrafast photoluminescence(PL)autocorrelation *** demonstrate the unconventional ultrafast PL emission between the van Hove singularities(VHSs)with a~4 times prolonged relaxation *** intriguing photoexcited carrier behavior is ascribed to the abnormal hot carrier thermalization brought by bottleneck effects at VHSs and interlayer charge distribution *** study on hot carrier dynamics in TBG offers new insights into the excited states and correlated physics of graphene twistronics systems.

关键词： 石墨烯   改性   电子束辐照   辐伏同位素电池   输出性能  

摘要： 石墨烯辐伏同位素电池是石墨烯在半导体和微电子领域中的一种应用,其中对石墨烯进行修饰改性是改善石墨烯在这些领域中应用的一项重要研究内容。本研究对比硝酸掺杂和电子束辐照两种不同石墨烯改性方法对石墨烯辐伏同位素电池输出性能的影响。同时,结合光镜、X射线光电子能谱仪(XPS)和拉曼光谱等分析测试手段,研究了两种不同方法对石墨烯材料改性的作用机理。结果表明,硝酸掺杂是一种表面电荷转移的过程,并不能使石墨烯中sp^(2)杂化碳原子转变为sp^(3)杂化,但能提高石墨烯辐伏同位素电池的短路电流;而电子束辐照石墨烯会在石墨烯中引入缺陷,使石墨烯中sp^(2)杂化碳原子转变为sp^(3)杂化,从而打开石墨烯的带隙,改善石墨烯辐伏同位素电池的开路电压和填充因子。以上结果可为石墨烯辐伏同位素电池的设计和制备提供实验理论依据,并为进一步提高石墨烯辐伏同位素电池的性能提供参考。

关键词： 氧化石墨烯   植酸掺杂型三聚苯胺   水性复合涂层   防腐性能  

摘要： 研究植酸掺杂型聚苯胺∕氧化石墨烯水性复合涂层的耐蚀性能。利用植酸掺杂型三聚苯胺(PA-AT)对氧化石墨烯(GO)进行非共价功能化改性,制得植酸掺杂型三聚苯胺∕氧化石墨烯(GO∕PA-AT),并将其作为填料添加至水性聚氨酯(WPU)中,进而制备功能化氧化石墨烯水性复合涂层(GO∕PA-AT∕WPU)。通过傅里叶变换红外光谱、扫描电镜对比分析该涂层的结构和微观形貌,并进行耐蚀性盐雾试验、耐蚀性极化曲线测试和附着力测试。当复合物中GO与PA-AT的质量比为1∶3,且GO∕PA-AT的添加量为0.8 g时,GO∕PA-AT复合涂层的耐腐蚀效率为99.90%。涂层的附着力为3.57 MPa,经过168 h盐雾试验后附着力的损失率仅为38%,涂层的硬度为4 H。纯WPU涂层的接触角为77.3°±1°,而加入GO∕PA-AT后涂层的接触角加大到105.4°±0.8°。植酸掺杂型三聚苯胺∕氧化石墨烯水性涂层具有良好的耐蚀性能,优于纯聚苯胺涂层和氧化石墨烯涂层。

关键词： 静电纺丝   聚己内酯   还原氧化石墨烯   PC12细胞   生物相容性  

摘要： 目的探索5种不同含量的聚己内酯/还原氧化石墨烯(Polycaprolactone/reduced graphene oxide,PCL/RGO)神经导管基底膜材料与PC12细胞的体外生物相容性。方法应用静电纺丝技术制备5种不同RGO含量的PCL/RGO神经导管基底膜样材料,并与PC12细胞共培养。使用CCK-8法测定PC12细胞的增殖情况,扫描电镜观察细胞的黏附与生长情况,活死细胞染色观察细胞活性。结果5组材料所对应的细胞增殖率有差异,但毒性分级均为0级(无细胞毒性),其中0.75%RGO/PCL组的细胞增殖情况最佳。5组材料培养7 d后,电镜观察显示细胞黏附生长明显较1 d、3 d增多,并铺满了材料表面。活死细胞染色结果显示,各组细胞存活率均在90%以上。结论5种不同RGO含量的PCL/RGO复合材料均具有良好的生物相容性,尤以0.75%RGO/PCL在促进细胞增殖、黏附方面有比较大的优势。

关键词： 石墨烯   第一性原理   吸附特性   掺杂   电荷转移  

摘要： 利用第一性原理方法研究了一氧化碳分子在本征和硼、氮、铝、磷掺杂的有限尺寸石墨烯上的吸附机理.结果表明,石墨烯作为一氧化碳传感器时的性能依赖于掺杂元素.本征、硼和氮掺杂石墨烯吸附一氧化碳时的吸附能较低,为物理吸附.铝、磷掺杂石墨烯的吸附能显著提高,比本征、硼和氮掺杂时高出约一个数量级,且铝和磷原子从石墨烯中突出,使其发生局部弯曲.铝掺杂石墨烯增强了石墨烯与一氧化碳分子之间的相互作用,可以提高石墨烯的气敏性和吸附能力,是一氧化碳传感器的最佳候选材料之一.