“石墨烯是一种原子级薄的碳片,是先进功能材料的典范。它兼具机械强度和超强柔韧性,对光线高度透明但不透气,具有高电导率和热导率。这些特性使得石墨烯与其他先进材料相结合,可用于传感器、显示器、柔性和印刷电子产品、轻质复合材料等大量潜在应用。”(Thomas Seyller 教授,大学重点领域“智能系统和材料”和 DFG 优先计划 1459“石墨烯”的发言人)
相互作用包括π-π、[1]氢键[2]和范德华力[3]等。最近,阳离子分子与石墨烯中离域π电子之间的阳离子-π相互作用被认为是另一种重要的分子-石墨烯相互作用。Xie等人证实了罗丹明染料和石墨烯等π共轭体系之间的阳离子-π相互作用,这种相互作用导致罗丹明分子的荧光发射降低,因为激发的染料分子通过罗丹明染料/石墨烯界面上的非辐射途径衰变。[4]另一方面,Tang等人报道了通过阳离子-π相互作用锚定在石墨烯片上的罗丹明B分子在制备PVA /石墨烯复合材料时有助于石墨烯在聚乙烯醇(PVA)中的分散。 [5] 分子-石墨烯阳离子-π 相互作用的一个显著影响是分子中功能阳离子对石墨烯的掺杂。[6]
功能性氧化石墨烯(GO)由于其面积大、毒性低、表面带有多种功能基团等特性,在生物医学研究领域引起了广泛关注,1,2因此,GO在药物输送方面具有良好的应用前景。3例如,徐建军研究组报道了一种基于氧化石墨烯(GO)和MnWO4的多功能诊疗纳米平台,GO作为载体,由于非共价作用,对抗癌药物盐酸阿霉素(DOX)有较高的负载量,且可在较低的pH值下触发药物释放。4蒋建军研究组通过将DNA适体与聚多巴胺氧化石墨烯纳米片相结合,制备了一种刺激响应性纳米平台,用于可控药物的输送和释放,GO纳米片作为阿霉素(DOX)的纳米载体。 5 Li 的研究小组设计并合成了肝素和聚乙烯亚胺 - 叶酸修饰的氧化石墨烯,以靶向具有高 DOX 负载能力的生物材料,从而增强细胞摄取。6 尽管许多药物输送
摘要在这项研究中,已使用Callicarpa Maingayi叶提取物合成了新的还原氧化石墨烯(RGO)。制备了基于Fe 3 O 4纳米颗粒的氧化石墨烯和碳纳米管((Fe 3 O 4 - (RGO&CNT)))的新型磁性催化剂。将平均尺寸为25至40 nm的Fe 3 O 4纳米颗粒放在碳纳米管上,并减少氧化石墨烯片,而在还原的石墨烯氧化物片之间插入的碳纳米管有效地阻止了其聚集。(Fe 3 O 4-(RGO&CNT)复合材料具有较大的表面积和良好的电催化特性,适用于通过伏安法的检测和测定伊马替尼(IM)抗癌药。在优化的条件下,在0.1至40μmolL -1的浓度范围内实现了良好的线性性,检测和灵敏度的极限分别为57 nmol L -1和3.365μaμm-1。此外,制造的传感器在所有电化学测试中表现出可接受的可重复的行为和准确性以及高水平的稳定性。此外,提出的方法用于在生物样品中检测IM,回收率为94.0%至98.5%,相对标准偏差为2.1至4.4%。
制造了抽象的高密度聚乙烯(HDPE)基于基于三种不同类型的石墨烯纳米纤维素(GNP)的纳米复合材料(GNP),以研究GNP的尺寸效应,以横向大小和厚度对形态,热,电气和机械性质的侧向尺寸和厚度。结果表明,GNP的包含增强了基于HDPE的纳米复合材料的热,电和机械性能,而不论GNP大小如何。然而,使用较大的侧向大小的GNP实现了热导电和最低电渗透阈值的最显着增强。这可能归因于以下事实:较大的侧向尺寸的GNP在HDPE中表现出更好的分散体,并形成了在扫描电子显微镜(SEM)图像中易于观察到的诱导途径。我们的结果表明,与其厚度相比,GNP的横向大小是上述纳米复合材料的更调节因素。对于给定的侧向尺寸,较薄的GNP显示出明显更高的电导率,并且渗透阈值低于较厚的电导率。另一方面,就热导率而言,仅在某个填充浓度上方观察到了显着的增强。结果表明,与其他相比,由于分散度较差,横向尺寸较小且厚度较大的GNP会导致样品机械性能的增强。另外,GNP的尺寸对HDPE/GNP纳米复合材料的熔化和结晶特性没有相当大的影响。
1) Kaneko, F., Inada, T., Matsuda, N., Shibata, E., Koyama, S.:视觉诱发的动觉错觉对中风患者急性影响:初步报告, International Journal of Neurorehabilitation , 3 , 212,(2016)。 2) Kaneko, F., Shindo, K., Yoneta, M., Okawada, M., Akaboshi, K., Liu, M.:使用增强现实激发中风患者自我身体认知的新方法的病例系列临床试验:对运动功能和静息态大脑功能连接的影响, Frontiers in Systems Neuroscience , 13 , 1-14,(2019)。 3) Pollock, A., Farmer, S. E, Brady, MC, Langhorme, P., Mead, GE, Mehrholz, J., van Wijck, F.:Interventions for improve upper limb function after stroke, The Cochrane database of systems reviews , 2014 (11), CD010820, (2014)。4) Cerver, MA, Soekadar, SR, Ushiba, J., Millán, JDR, Liu, M., Birbaumer, N., Garipelli, G.:Brain-computer interface for post-stroke motor rehabilitation:a meta-analysis, Annals of Clinical and Translational Neurology , 5 , 651-663,(2018)。 5) Decety, J., Grezes, J.:Neural Mechanisms subserving the perception of human action, Trends in Cognitive Sciences , 3 , 172-178,(1999)。6) Roland, PE, Larsen, B., Lassen, NA, Skihoj, E.:Supplementary motor area and other cortical area in organization of voluntary movements in man, Journal of Neurophysiology , 43 , 118-136,(1989)。7) Porro, CA, Francescato, MP, Cettolo, V., Diamond, ME, Baraldi, P., Zuiani, C., di Prampero, PE:Primary motor and sensey cortex activity during motor performance and motor imagery:a functional magnetoimaging study, Journal of Neuroscience , 16 , 7688-7698,(1996)。 8) Hashimoto, R., Rothwell, JC:动态变化
进行热交换器,制冷系统或发电厂。不幸的是,通常的传热液(例如水和聚合物溶液)具有相对较低的热电导率。改善热萃取的一种方法是将传热液的流量与某些固体材料的高热电导率相结合,例如金属,金属氧化物或不同的碳材料:碳黑[6],碳纳米管[9],碳纳米含量[4] [4]或石墨烯Nananoplatelets [29]。然而,使用微米尺寸的固体材料的悬浮液会导致并发症,例如磨损,沉积和堵塞。石墨烯是六角形键合的碳原子的单原子薄片,由Novoselov等人优雅地获得并表征。[18],现在是研究最多的材料之一。The importance of graphene nanoplatelets and their benefits have been investigated, and the following advantages have been mentioned [ 22 ]: (1) it is relatively easy to synthesize, (2) it has long suspension time (leading to stable particle suspensions), (3) graphene nanoplatelets have large surface area/volume ratio, and (4) present low erosion, corrosion and clogging.这种悬浮液的动态粘度也是传热中实际应用的重要特性。大多数科学文献是关于水中的悬浮液,有时是表面活性剂/分散剂[1、2、10、12、19],证明了石墨烯纳米片浓度会导致粘度非线性增加。meh-Rali等。伊朗曼什等人。此外,几位作者研究了石墨烯纳米片的粘度[27],并显示出强大的温度降低。[16]制备的均质石墨烯纳米板 - 让使用高功率超声探针的悬浮液,以浓度为0.025、0.05、0.05、0.075和0.1质量%,对300、500、500、500和750 m 2 g-1的三个不同表面区域进行悬浮液。他们测量了在20至60°C的温度下,水平纳米片的粘度与剪切速率的粘度。观察到粘度随温度降低,但对浓度和特定表面积敏感。在水中,graphene纳米片悬浮液的样品也表现出剪切粉,可以解释如下。在较低的剪切速率下,随着纳米板旋转的液体旋转,它们逐渐使它们沿增加剪切的方向对齐,从而产生较小的耐药性,从而降低粘度。当剪切速率足够高时,达到了最大可能的剪切顺序,骨料分解为较小的尺寸,降低粘度[7,25]。[11]还研究了分散在蒸馏水中的石墨烯纳米片的粘度和热导电,并研究了三个有影响力的参数,包括浓度,温度和特定表面积。他们提出了相对粘度作为不同特定表面积,浓度和温度的函数的相关性。
石墨烯领域最近出现的另一项进展是多孔石墨烯,它被认为是石墨烯/GO 的独特结构衍生物。图 1a 显示了过去几年中关于多孔石墨烯的出版物数量不断增加。这一趋势表明人们对该材料的兴趣日益浓厚,因为它具有独特的性能和多功能性,并且可能应用于不同的科学和技术领域。多孔石墨烯 (HG) 被定义为基面上具有大量孔或孔的石墨烯材料。孔径大小可以从几纳米到几十纳米到几微米不等,可以通过各种方法和技术创建。示意图(图 1b)显示了几个石墨烯层,其基面上有任意分布的孔。当 HG 片组装成 3D 多孔材料时,就被称为“多孔石墨烯”;10,11 因此,
然而,石墨烯设备物理学的一个重要结果是,有必要将石墨烯单层封装在两片绝缘二维材料六角型硝酸硼(HBN)之间,以实现理想的较高的运输特性。[27,28]此包封可确保在环境条件下进行化学稳定,因为石墨烯受到保护不受大气吸附物的保护。封装还可以确保原子上的石墨烯片,从而实现室温弹道传输。[27]因此,HBN中石墨烯的封装已迅速成为设备社区中的标准平台,并且很可能成为潜在的未来石墨烯设备行业中的主要平台。此外,扭曲的双层石墨烯的生长领域完全取决于HBN封装以生产扭曲的双层。石墨烯和HBN之间的强范德华吸引力是使石墨烯晶体一部分精确的角度堆叠到自身上的方法。[28,29]
将这些出色的性能转移到复合材料中,是生产出机械性能大幅改善的聚合物复合材料的关键。将其性能转移到此类材料中绝非易事,因为材料性能的增强显然取决于石墨烯片与聚合物基质之间的界面相互作用的效率,以及片的方向和大小。[5–7] 此外,石墨烯在外部应力下可能会皱缩或弯曲,从而减少应力转移到嵌入的石墨烯上,并且几乎不能起到增强作用。拉曼光谱是检查嵌入聚合物基质中的石墨烯薄片应变的重要工具。化学键对局部应变条件的敏感性会导致拉曼振动带的偏移。[6,8,9] Galiotis 等人率先使用拉曼光谱测量复合材料中填料的应力/应变特性,[10] 用于测量碳纤维和芳族聚酰胺等纤维。 [11] 他们表明,拉曼光谱可以测量纤维应变分布,随后将其转化为界面剪应力分布。[12,13] 对于具有纳米级半径的一维填料,如单壁和双壁碳纳米管,拉曼光谱也可以成功测定此类应变分布。[14]
