仿生石墨烯纳米复合材料及其在电子器件领域的应用

日益流行的柔性电子器件要求在反复变形状态下,材料仍能保持优异的力学和电学性能.而石墨烯作为一种二维(two dimensional,2D)碳纳米片,具有独特的力学和电学性能,成为构筑此类柔性电子器件的首选基元材料.然而,如何将石墨烯纳米片组装成高性能的石墨烯纳米复合材料,仍然存在巨大挑战.天然鲍鱼壳因其内部有序规整的层状结构和丰富的界面相互作用,而具有综合优异的力学性能.这种独特的界面结构设计,为2D纳米片仿生组装提供了新的思想源泉.本文按照"有所发现,有所发明,有所创造"的学术研究思路,总结了最近几年国内外课题组关于仿生石墨烯纳米复合材料(bioinspired graphene-based nanocomposites,BGBNs)的研究进展;分析了石墨烯层间不同的界面相互作用;详细讨论了基于协同效应,仿生构筑强韧一体化石墨烯纳米复合材料的策略;重点阐述了BGBNs的拉伸强度、韧性以及电导率等基本物理性能.最后,本文也简单概括了BGBNs在柔性电子器件领域的应用和潜在的挑战,并展望了BGBNs未来的发展方向.     

微胶囊及其在生物医学领域的应用

微胶囊因其优良的免疫隔离性能和控制释放性能有望成为生物工程上游研究成果实用化,产业化的重要工具,推动组织钷重组细胞移植技术,基因治疗和蛋白质,多肽类生化药物尽快走向临床应用,为保障人类健康和生活质量做出积极贡献,对微胶囊的制备材料,方法及其结构,性能表征等基础研究和生物医学领域应用研究现状进行了评述,并对微胶囊的研究作了展望。,     

碳纳米管在蓄电池中的应用

通过对碳纳米管———大约 10年前发现的碳存在的新形式的试验首次显示 ,用这种微型管代替传统的石墨电极 ,有可能在蓄电池中储存更多的能量。在美国北卡罗莱纳大学所进行的这项试验显示 ,碳纳米管可储存的能量大约是石墨的两倍。研究人员说 ,一个可能性就是可生产寿命更长的蓄电池。由于碳纳米管的大量潜在用途 ,科学家和其他人士 ,其中包括媒体都对其产生很大的兴趣。它们是有单层碳原子组成的非常坚强的管状结构 ,其直径只有大约 1纳米。碳纳米管未来的用途可能包括平板显示器和通讯设备、燃料电池、高强复合材料和新型分子电子设备。人…     

单壁碳纳米管的分离方法

单壁碳纳米管根据长度、管径、导电属性、手性和对称性的不同分为多种结构类型.结构不同的单壁碳纳米管在光、热、电、磁等物理性质以及许多化学反应方面表现不同,因此在应用方面有很大的差异.为了获得结构均一的单壁碳纳米管,人们发展了多种分离方法.这些方法包括梯度密度离心法、共价修饰分离法、非共价修饰分离法、电泳分离法、色谱分离法、场流分离法、萃取分离法、刻蚀分离法、基于电流效应分离法、胶带法和洗涤法.根据单壁碳纳米管的结构特征,分离可以分为5个层次,依次是长度、管径、导电属性、手性和对称性.导电属性的分离是目前研究的重点,半导体性单壁碳纳米管同时具有带隙、超小尺寸和超高载流子迁移率,在纳电子领域有广阔的应用前景,有望取代硅基器件引发下一代电子器件革命.手性管和对映异构体的分离是新的发展点,近期手性管的分离已经取得很多进展,对映异构体的分离则处在起步阶段.本文将从这5个层次阐述单壁碳纳米管的分离方法及其原理,同时分析不同分离方法的优缺点.     

碳纳米管的新应用

碳纳米管是一种具有独特结构的一维量子材料，由石墨碳原子层卷曲而成。由于拥有潜在的优越性能，碳纳米管无论在物理、化学还是在材料学领域都将有重大发展前景。近年来，美国、日本、德国和中国等国家相继成立了纳米材料研究机构，使碳纳米管的研究进展随之加快，并在制备及应用方面取得了突破性进展。     

低温微生物及其在生物修复领域中的应用

低温环境是一种极端环境 ,在这些低温环境中存在着大量的低温微生物 .低温微生物由于长期生活在寒冷的环境中 ,在自然选择的作用下形成一套独特的与低温环境相适应的分子机制 .这些由低温微生物分泌的酶分子体现出一种独特的分子适应性 .低温微生物在生态环境系统中占有重要的地位和作用 ,在基础研究和生物工程应用方面具有相当大的潜在价值 .本文介绍了近年来低温微生物在生物修复中的应用 (主要在表面活性剂污染及石油污染方面 ) ,以及作者利用低温微生物处理低含量油脂废水的研究进展     

高电导透明碳纳米管薄膜的制备及其在有机发光二极管中的应用

目前,透明导电的氧化铟锡(ITO)薄膜,广泛应用在平板显示、太阳能电池、发光二极管、特殊功能窗口涂层及其他光电领域.但是由于其在价格和柔性等方面的限制,使得ITO薄膜成为发展柔性电子学的障碍之一.作为一维纳米材料的典型代表,单壁碳纳米管具有很多优异而独特的光学、电学和机械学特性,呈现出广泛的应用前景.由于在导电、透光和柔性方面都呈现良好的特性,     

声悬浮条件下Bi-Ga过偏晶合金的液相分离

采用声悬浮方法实现了Bi-58.5%Ga(原子分数)过偏晶合金的无容器熔化和凝固. 在常规慢速冷却条件下, 由于重力作用, 合金发生严重的宏观偏析, 第二相(Ga)呈明显向上的Stokes运动特征. 而在声悬浮条件下, 合金中第二相(Ga)基本呈均匀弥散分布, Stokes上升运动受到明显抑制. 分析表明, 偏晶合金熔体在声悬浮场中受声场的作用上下振荡, 这可以使第二相液滴周围产生微观定常流场. 这种流场形成的压力能够影响第二相液滴的形状, 从而减小第二相液滴向上的Stokes运动速度.     

碳纳米管在热管理材料中的应用

碳纳米管由于具有优异的导热、导电和机械性能,为开发多功能导热材料提供了技术支持.本文综述了近年来碳纳米管在热管理材料领域的研究现状,探讨了碳纳米管在改性导热填料、各向异性碳纳米管薄膜导热膜材料以及复合热界面材料的研究与应用现状,并提出高密度、高取向碳纳米管薄膜及大管径碳纳米管阵列复合薄膜材料有望成为解决未来高频、高速器件、柔性器件等散热问题的优良材料体系之一.     

纳米多孔金属制备及其在传感检测领域的应用

纳米多孔金属是一类具有三维孔隙/韧带双连通结构的材料,具备高比表面积、化学稳定、特征结构稳定可调控、可选材料体系众多等特点,已成为电化学催化、储能领域的研究热点。近年来,基于其微纳尺度特征尺寸及金属特有的表面等离激元效应,纳米多孔金属已展现出在传感及检测应用领域的巨大潜力。文章讨论了纳米多孔金属的各类制备方法的优缺点,并简要介绍了金属表面等离激元材料及其在检测、致动、传感领域的典型应用。     

功能软物质材料及其在微流控领域的应用

功能软物质材料是一种在特定外界刺激下表现相应功能的软物质材料。功能软物质材料在微小的作用下就能展现强大的功能,因此在智能控制等领域有着广泛的应用前景,也成为了软物质研究领域的研究热点。本文介绍了液晶、功能膜、水凝胶和PDMS复合材料等几种典型的功能软物质材料,以及PDMS复合材料在微流控领域的具体应用。     

分子生物学研究进展及其在航天医学领域中的应用设想

分子生物学是一门具有重要学术价值和实用价值的新的边缘学科。本文介绍了分子生物学三大体系:蛋白质、核酸、生物膜的最近进展及在其他生物科学中的成果应用,并试图提出在航天医学领域中的若干应用设想。     

拉曼光谱在碳纳米管聚合物复合材料中的应用

拉曼光谱学不仅被广泛地用来确定碳纳米管的物理性质、表面功能化程度及取向性等, 也逐渐被发展成为研究碳纳米管聚合物复合材料界面相互作用的绝佳工具. 本文综述了拉曼光谱在碳纳米管聚合物复合材料领域的应用研究. 基于碳纳米管拉曼光谱峰位的变化能够灵敏地反映碳纳米管的形变程度, 因此通过拉曼光谱能够定量地评估复合材料中碳纳米管与聚合物分子之间的相互作用、监测聚合物的相变过程、以及进行碳纳米管在复合材料中的应力分析和计算碳纳米管的杨氏模量. 同时, 给出了将拉曼光谱应用到碳纳米管宏观聚集体(包括碳纳米管薄膜、碳纳米管纤维及其复合材料纤维)研究方面的最新进展, 如分析了碳纳米管宏观聚集体材料的微观变形机理和从宏观结构到微观结构的应变传递效率, 揭示了影响材料性能的关键性因素, 并实现了碳纳米管宏观聚集体杨氏模量的准确预测.     

碳纳米管在磷酸铁锂电池导电剂方面的应用研究

石油危机和环境污染是全球面临的两个巨大挑战,且形式日益严峻。燃油汽车是造成这两个问题的一个主要原因。纯电动汽车（EVS）和混合电动汽车（HEVs）具有不使用或使用少量燃油,几乎没有污染排放的突出优点．已成为取代传统燃油汽车的主要发展方向,受到了广泛的关注,世界各国都投入巨大的人力、物力、     

阿秒光源在材料领域的应用

21世纪以来,阿秒(attosecond,1 as=10-18 s)技术从诞生逐渐走向快速发展,为我们带来了前所未有的时间分辨(time-resolved)探测能力.以往飞秒(1 fs=10-15 s)泵浦-探测(pump-probe)超快光谱技术被广泛应用于材料的超快动力学研究,其脉宽和光子能量可以很好地研究由外层电...     

新型材料在医学领域中的应用

近年来，作为国民经济基础的材料产业有了更大进步，新型材料层出不穷，对提升传统产业，新产业领域形成起到了极大的推动作用。文章对其中如超导材料、形状记忆合金、梯度功能材料、高分子压电材料、高分子智能材料等在医学领域中的典型应用进行了探讨。     

新型材料在医学领域中的应用

近年来,作为国民经济基础的材料产业有了更大进步,新型材料层出不穷,时提升传统产业,新产业领域形成起到了极大的推动作用.文章对其中如超导材料、形状记忆合金、梯度功能材料、高分子压电材料、高分子智能材料等在医学领域中的典型应用进行了探讨.     

Ляпунов方法在充液腔体旋转运动稳定问题中的应用

处理连续系统的运动稳定问题通常有二种办法:一种为简正模方法(Normal mode approuch);另一种为整体法(Global approuch),包括直接方法和能量法。前一方法要和后者等价必须假定本征模是完全的(个别情形能证明)。在最近三十年来,直接方法推广到连续系统已取得很大进展。在文献[3]中,我们应用简正模方法处理了充液腔体整体旋转运动的稳定问题。现有的     

导电微纤维的微流控制备及其在柔性电子领域的应用

柔性电子是一种新兴的电子技术.近年来,随着电子材料研究的深入,柔性电子已成功地与多个学科领域结合,成为跨学科研究的热门领域之一.与传统的刚性电子产品相比,柔性电子在轻便性、生物相容性、可穿戴性、机械稳定性和灵活性等方面展现出极大的优势.而纤维材料作为柔性电子系统的基础结构之一,其具有质量轻、机械柔韧性好、功能性多样的优点,在柔性电子膜、纺织品、可穿戴设备等多个行业中发挥着重要作用.在多种纤维制备方式中,微流控可以实现对微通道流体的精准操控,被证实可以实现多样化结构微纤维的制备.随着理论研究的深入和技术工艺的革新,微流控技术被认为是一种经济而有力的用于制造柔性导电微纤维的工具,并推动了其在柔性电子器件如传感器、储能器等方面的应用.因此,本文首先总结微流控纺丝技术在导电微纤维制备领域的研究进展,包括实心结构、核壳结构及多组分结构微纤维的制备;然后,重点介绍导电微纤维在传感、能量存储、组织工程等柔性电子领域的应用进展;最后,针对导电纤维用于柔性电子领域将面临的挑战和发展方向进行展望.