工业4.0前景下的智慧城市建设需要民营资本的深度参与

随着3D打印和石墨烯这类高科技产品应用面越来越广,关于工业4.0时代的讨论也越来越喧嚣尘上。工业4.0的核心概念是生产智能化和产业链网络化,这与中国正在如火如荼进行着的智慧城市建设构成了互为因果,彼此促进的关系。国内众多企业纷纷转型涉猎其中,各个投资大佬准备出手分享盛宴。在这种大的时代背景下,民间资本在未来产业变革中应当如何定位?如何转型,如何发挥他们对产业的促进作用实现政府、消费者和投资者的共赢?带着这些问题,本刊记者采访了三荣集团总裁陈华耀先生。     

裂纹对石墨烯拉伸力学性能影响的数值仿真

为研究裂纹对石墨烯力学性能的影响,以锯齿型石墨烯为研究对象,基于分子动力学方法,采用Tersoff势函数分析裂纹长度对石墨烯拉伸力学性能的影响以及含有裂纹的石墨烯在不同应变率下的拉伸变形破坏过程.结果表明,裂纹长度的增加大大减小石墨烯的抗拉强度和抗拉应变,对弹性模量有一定影响;裂纹降低石墨烯的抗拉应变对应变率的敏感性,但对于含有裂纹的石墨烯,仍可以增大加载速率来提高石墨烯的抗拉性能.     

备制石墨烯镀层之疏水性海绵用于油水分离研究

本文以改进的HUMMERS法制备还原氧化石墨烯,将其镀层到商业聚氨酯海绵。该rGO-PU海绵在10次重复使用性中显示出优异的稳定性,其水滴与静态接触角为129度,对油滴的接触角为0度,显示rGO-PU海绵具备超疏水特性,在油水分离中具有很高的分离效率及良好的可重复使用性,亦具低成本特质,实现环境修复材料方面极具有潜在的应用前景。     

新型低维碳纳米材料的研究进展

近年来,新型低维碳纳米材料的发展日新月异,独特的微观结构和形貌,使其具有优异的电学、热学、力学和光学等特性,在纳米器件、传感器、柔性电池、柔性可穿戴器件等领域有很好的应用前景。本文综述了具有代表性的富勒烯、碳纳米管和石墨烯三类低维碳纳米材料的特性、制备技术及应用研究进展,探讨了碳纳米材料的应用前景和发展趋势。     

氧化石墨烯在镀层封闭剂中的性能研究

试验研究了氧化石墨烯在以硅溶胶为主要成分的镀层封闭剂中的性能.认为氧化石墨烯的大比表面积能有效阻碍腐蚀介质对镀层的腐蚀,其表面的羟基也能与纳米二氧化硅胶粒表面的羟基发生缩合反应而形成共价键,提高了氧化石墨烯在封闭剂中的溶解性和稳定性.在烘干固化中,氧化石墨烯与二氧化硅胶粒以及其他成膜物质交联在一起,提高了封闭层的强度和耐蚀性.氧化石墨烯还能与镀层金属形成化学键,有效提高封闭层与镀层之间的结合力,从而提高封闭层的抗划伤能力.在锌及锌镍合金镀件三价铬钝化后采用羟基石墨烯改性封闭剂处理后所得到的封闭层拥有自修复性,其原因在于氧化石墨烯具有与六价铬相似的氧化性,对镀层金属有二次钝化作用,这能够有效克服三价铬钝化膜的技术缺陷,为军工行业淘汰六价铬钝化工艺提供了新的技术方案.     

氧化石墨烯/石蜡复合相变乳液的制备及对流传热特性

为提高石蜡相变乳液的传热性能，通过添加氧化石墨烯(GO)，制备了GO/石蜡复合相变乳液并对其相关性能进行了表征。搭建了流动阻力、对流换热试验台，对比研究了石蜡相变乳液及GO/石蜡复合相变乳液的流动阻力特性和对流换热特性，试验结果表明，由于GO的亲水性，复合相变乳液都表现出较好的稳定性。当GO的质量分数为0.01％、0.02％、0.03％时，复合相变乳液的热导率分别增加了20.01％、30.50％、35.18％。添加GO使乳液的流动阻力略有增加，直管段最大增加了6.70%，90°弯管处最大增加了13.20%；对流传热系数随着GO浓度的增加而增大，当GO浓度为0.03％时，对流传热系数最大提高了43.90％。     

氨基功能化石墨烯吸附锂原子的理论研究

运用第一性原理计算方法,研究了氨基功能化石墨烯(G-NH_2)的特点及对锂原子的吸附情况。计算结果表明,G-NH_2为P型半导体,能隙0.54eV,有优良的导电性能;G-NH_2层间距大于3.4A,不会发生类似石墨烯的聚集行为,具有更好的稳定性。分析单个锂原子在石墨烯(G)和G-NH_2上的吸附,结果表明G对锂的吸附能为-1.77 eV,锂所带电荷为0.552;G-NH_2对锂的吸附能为(-2.43~-3.51)eV,锂所带电荷为0.546~0.639。因而G-NH_2对锂吸附作用更强、电荷转移性能更好。对比多个锂原子在G与G-NH_2上的吸附,G-NH_2比G对Li吸附强且吸附量更大。以上计算结果表明,与本征石墨烯相比,G-NH_2对锂原子有更强吸附作用,电荷转移性能更佳,储锂量更大。     

GO填充对辐照交联UHMWPE/VE复合材料吸水率及润湿性的影响

通过热压成型工艺制备了超高分子量聚乙烯/维生素E/氧化石墨烯(UHMWPE/VE/GO)复合材料,随后在真空环境下采用γ射线对其进行辐照交联处理,采用红外光谱仪分析了复合材料的分子结构,并利用接触角测量仪测定不同液体在复合材料表面的接触角,分析了其表面润湿性,进而计算出复合材料的表面自由能,同时分析了复合材料吸水率的变化。结果表明:GO填充对辐照处理前后UHMWPE/VE复合材料的分子结构未产生明显影响,GO的添加略微提高了UHMWPE/VE复合材料的吸水率,显著提升了复合材料的润湿性及表面能。     

β-环糊精-氧化石墨烯超分子杂化体的构筑及应用进展

β-环糊精是由7个D-吡喃葡萄糖单元通过α-1,4-糖苷键键连成环的超分子主体分子，“内疏水、外亲水”的独特结构赋予了其优异的分子识别能力；氧化石墨烯类材料凭借其优良特性成为近几年的研究热点。由β-环糊精和氧化石墨烯构筑的超分子杂化体在兼具二者特有性能的基础上又有新功能的引入。本文综述了β-环糊精-氧化石墨烯超分子杂化体的构筑方式，按二者间的连接方式，分别为共价键和非共价键两种连接方式，其中通过共价键连接是目前最主要的构筑方式；此外对β-环糊精-氧化石墨烯超分子杂化体的特征和表征进行了简述。同时对β-环糊精-氧化石墨烯超分子杂化体在水污染处理、电化学检测、药物控释和催化等领域的应用进展进行了综述。最后对该超分子杂化体在构筑和应用上的发展趋势进行了展望。     

氧化石墨烯的制备及形成机理研究

氧化石墨烯(GO)作为一种石墨烯衍生物,结构中含有大量羟基、环氧基、羧基和羰基等含氧官能团,使其易与其他物质通过相互作用复合,从而提高和拓宽传统材料的性能及应用。GO的结构和尺寸等性质会受石墨氧化过程中制备方法、石墨来源、氧化剂种类、反应条件等因素的影响。针对GO的制备、形成机理、结构控制等方面的研究逐渐引起科研工作者的重视。该文综述近几年有关GO的制备、方法改进、制备过程中涉及到的化学反应和形成机理以及GO结构影响其宏观性能和应用的研究进展,指出确定GO的形成机理和精确控制GO的结构是制约其应用的关键,从工业化生产和可持续性发展的角度对要拓宽和实现GO的应用存在的问题及研究方向进行了总结和展望。