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。     

石墨烯场效应晶体管研究进展

石墨烯具有优异的光、电、热及机械性能,在传统硅基器件日益趋近物理极限的背景下,石墨烯场效应晶体管(GFET)作为一种新型纳米器件受到广泛的关注。介绍了GFET在模拟电路和数字电路中的研究进展,分析了目前存在的问题:模拟电路主要应该提高GFET的最大振荡频率(f_(max))使之与截至频率(f_T)相符;数字电路主要应该采取有效方法打开石墨烯带隙、提高开关比,并介绍了通过构建石墨烯纳米带、双层石墨烯、掺杂法及通过基底影响等来打开带隙的方法。与数字电路相比,GFET在模拟电路中更具有应用潜力,如在太赫兹领域已表现出优异的性能。石墨烯和硅互为补充,以混合电路的形式加以应用也是一个很好的切入点。     

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.     

三维还原氧化石墨烯凝胶染料降解的材料应用

目前在人类社会经济快速发展中,生态环境中的水资源不可避免地会受到有机物、无机物和微生物的污染,随着工业化的加速发展,清洁水资源的防治已成为严重的全球性问题,特别在发展中国家尤其突出。本文讲述了具有三维结构的还原氧化石墨烯凝胶染料降解材料的领先优势,及其在各行业中对有机染料降解处理的应用以及现阶段染料降解材料的性能和研究现状,并对具有三维结构的还原氧化石墨烯凝胶染料降解材料在水资源治理的应用中提出材料循环使用的展望设想。     

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。