形变和非简谐振动对SiC有效电荷和热膨胀系数以及弹性模量的影响

应用哈里森(Harrison)键联轨道法和固体物理方法,考虑到形变和原子作非简谐振动,得到六角形二维类石墨烯AN-B8-N化合物的热膨胀系数、弹性模量以及有效电荷的解析表示式;以SiC为例,探讨了形变和原子非简谐振动对它们的影响.结果表明:SiC的热膨胀系数和弹性模量均随温度升高而缓慢增大,但变化较缓慢;若不考虑非简谐项,则SiC的热膨胀系数和弹性模量均为零,非简谐效应是SiC的热膨胀系数和弹性模量均随温度升高而增大的原因;形变会使SiC的正负离子的有效电荷的大小均减小,减小幅度分别为14.5%和8.56%,形变对正离子有效电荷的影响大于负离子.在所述的大小、剪切、轴向拉伸、原子振动形变这几种形变中,以轴向拉伸形变对有效电荷的影响最大,以大小形变和剪切形变的影响最小.温度愈高,原子的非简谐振动效应愈显著,形变对SiC的极性和有效电荷的影响愈大.     

石墨烯复合材料在警车防弹防护方面的研究

研究警车高性能防弹防护材料应用技术,尝试采用石墨烯改性的方式对陶瓷及铝合金的强度、韧性性能进行了改性提升,利用石墨烯改性材料制备了复合防弹板,并进行了实弹射击试验,研究了防弹警车应用可行性.试验结果表明,石墨烯改性可以有效提高陶瓷的断裂韧度,以及铝合金的强度及弹性模量.经53式7.62 mm穿甲弹三次射击,靶板无穿透,用石墨烯改性陶瓷制备的防弹装甲板,可有效降低材料密度,大幅度提高防弹性能,对车辆防弹性能及轻量化技术研究具有一定的参考价值.     

功能化石墨烯对海洋环境中细菌群落结构及生长的影响

功能化石墨烯因其优异的导电、传热和机械性能,应用前景广阔.为了解功能化石墨烯对海洋环境可能的生态毒性效应,其分别加入近岸海水(终质量浓度50mg/L)和沉积物(终质量分数50mg/kg)中,模拟海洋环境对样品培养2周,并采用DNA高通量测序技术分析功能化石墨烯对海洋细菌群落结构的影响.结果表明功能化石墨烯对两种海洋环境来源的细菌物种组成均有明显影响,但效果不同:暴露于功能化石墨烯后,海水中细菌的物种多样性和丰度降低,而沉积物中细菌的物种多样性和丰度升高,这可能是功能化石墨烯在海水和海洋沉积物中分散、吸附和团聚等环境行为存在差异所致.然而,在两种海洋环境来源的处理组中,功能化石墨烯的存在均对光合细菌(蓝细菌门)的生长起促进作用.上述结果可为功能化石墨烯的海洋生态安全性评估提供参考.     

基于MOPSO的石墨烯/磁性粒子混合填充多层吸波材料优化设计

本文研究了基于多目标粒子群算法(MOPSO)的石墨烯/磁性粒子混合填充多层吸波材料的优化设计.首先,基于电磁场理论推导了多层吸波材料的反射系数,并定义了兼顾宽频带、宽角度和极化无关特性的吸波性能以及磁性粒子填充量这两个相互矛盾的子目标的表达式.进而,以石墨烯纳米片(GNS)/片状羰基铁颗粒(FCI)混合填充吸波材料为例...     

石墨烯基第三代电化学酶生物传感器

石墨烯被认为是纳米结构碳材料的"新星",自2004年被发现以来就引起了人们极大的兴趣.石墨烯由于其独特的性能,如高比表面积、高导电性和良好的生物相容性,在生物电化学领域有着巨大的应用潜力.电化学生物传感器是生物电化学领域的重要研究内容,最受关注的一种传感器是电化学酶生物传感器.其中,第三代电化学酶生物传感器以其反应体系...     

高导热石墨烯/萘甲醇复合薄膜的制备及其在LED上的应用

石墨烯由于具有超高的导热性能,在热管理上有着广阔的应用前景。从修复结构缺陷出发,以氧化石墨烯为原料,有机小分子萘甲醇为修复剂,采用蒸发自组装法制备氧化石墨烯/萘甲醇(GO/NMT)复合薄膜,然后经过高温石墨化得到石墨化–石墨烯/萘甲醇(g-GO/NMT)薄膜。通过SEM、FT-IR、XRD、拉曼对制备的复合薄膜进行结构分析,并对其导热性能进行测试,当NMT的添加量为15%时,薄膜热导率达856.476 W/(m·K ),比石墨化–石墨烯(g-GO)薄膜的热导率提高了35%;通过对商用LED灯芯实际散热进行测试,g-GO膜的表面温度高达33.7 ℃,而g-GO/NMT复合膜的温度较低,仅为31.5 ℃。研究结果表明,g-GO/NMT复合膜具有更好的散热性能和更有效的热管理能力。     

石墨烯联合磷酸三苯酯(TPP)胁迫紫贻贝(Mytilus galloprovincialis)的生理生化响应

石墨烯纳米材料具有优良的吸附性能,进入环境后容易与其他污染物发生相互作用,进而影响其环境行为和毒理学效应.磷酸三苯酯(triphenyl phosphate, TPP)在环渤海中具有广泛的分布,且分子中含有多个苯环,易与石墨烯发生相互作用.为了研究石墨烯和TPP对海洋贝类生理响应的影响,采用指示生物紫贻贝(Mytilus galloprovincialis)进行了单一及联合暴露实验.通过对滤水率、耗氧率和排氨率的检测,分析了暴露物对紫贻贝生理代谢的影响;制作石蜡切片观察鳃和肝胰腺组织的结构变化;采用酶活试剂盒对肝胰腺组织中的抗氧化酶活性进行检测.结果表明,石墨烯和TPP单独暴露,均可对紫贻贝产生氧化胁迫和组织损伤.石墨烯和TPP联合暴露对紫贻贝的氧化胁迫和组织损伤程度,低于石墨烯单独暴露组.石墨烯对紫贻贝的耗氧率和排氨率均有显著影响(P<0.05).与对照组相比,石墨烯显著抑制紫贻贝的呼吸,增加紫贻贝的排氨率. TPP暴露后显著增加紫贻贝的排氨率.联合暴露后可降低由石墨烯引起的呼吸抑制,且升高氧氮比(O:N),说明联合暴露对机体造成的压力低于石墨烯单独暴露.综合生物标志物指数(I...     

铜表面镍-石墨烯的电沉积制备及耐腐蚀性能

采用电沉积方法,将石墨烯与镍离子共沉积到被保护的铜基底上,制备了镍-石墨烯复合镀层.通过X射线衍射(XRD)、扫面电子显微镜(SEM)等方法对复合材料的物质结构、表面形貌特征进行了表征,采用海水浸泡方法研究了复合材料的抗腐蚀性能.结果表明:当电流密度为5 A/dm²时,共沉积方法制备的镍-石墨烯复合镀层平整连续,晶粒较小,石墨烯穿插于多个镍颗粒之间,将镍颗粒包裹于其中,能有效阻断海水中的酸根、碱性离子对铜基底的腐蚀作用,明显增强了复合材料的耐腐蚀性.此研究对船舶及海洋工程金属构件的抗海水腐蚀方法具有一定的参考价值.     

抗生素亚胺培南探针分子设计及传感性能研究

抗生素亚胺培南（imipenem,IPM）用药治疗败血症患者感染需要快速做出反应,目前的血药监测方法严重延迟药物注射。设计金属元素掺杂型石墨烯量子点（graphene quantum dots,GQDs）,可实现荧光法快速测定IPM和开辟荧光法检测抗生素的新途径。采用水热法制备了铁掺杂GQDs （Fe-GQDs）,用于快速探测IPM。采用透射电子显微镜（transmission electron microscopy,TEM）、X射线光电子能谱（X-ray photoelectron spectroscopy,XPS）以及荧光光谱等方法,探讨不同铁源起始剂对GQDs荧光性能及传感性能的影响,并分析了乙酸铁为铁源制备的Fe-GQDs的微观结构及荧光性能。结果表明：以乙酸铁为起始剂制备的Fe-GQDs荧光性能最佳,且对IPM具有显著的荧光淬灭效应。所制备的Fe-GQDs荧光淬灭强度（F/F₀）与IPM浓度（concentration,C）呈线性关系,线性方程为${F/}{{F}}_{\text{0}}\text{= 0.983}-\text{4.23×}{\text{10}}^{-3}\text{}$C,线性相关系数（R²）为 0.997,线性范围为0.007～0.073 g/L。Fe-GQDs探针分子对血浆中常见有机分子和金属离子具有良好的抗干扰性,检测IPM误差为1.6%～4.6%。     

MnO2/MWCNTs/GO/PANI复合电极材料的制备及其电化学性能的研究

采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯,并通过原位聚合法将二氧化锦修饰的聚苯胺嫁接到多壁碳纳米管作载体的氧化石墨烯上,制备出新型复合电极材料.使用X射线光电子能谱,扫描电镋及电化学工作站对复合电极材料的形貌、结构进行了研究,通过循环伏安、交流阻抗、循环稳定性测试,表征出复合电极材料的电化学性能,并与暢掺杂石墨烯的Mn...