【摘 要】
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随着现代社会智能化的加速发展,传感系统中传感器的数量、密度和分布范围不断增加,传统的供能方式难以满足如此复杂多变的传感器供能需求,从周围环境中收集能量并转化为电能的自供能传感器件是解决这一难题的有效途径.石墨烯不仅具有优异的传感性能,而且在各种能源器件中有广泛的应用,这为基于石墨烯的自供能传感器件设计提供了便利.近年来,人们己经研究和发展了多种多样的石墨烯自供能传感器件.本文基于自供能器件的基本能量供给原理,包括电化学供能、光伏供能、摩擦电供能、水伏供能以及热电、压电、热释电等其它供能,分别介绍了石墨烯在
【机 构】
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南京航空航天大学纳米科学研究所,机械结构力学及控制国家重点实验室,纳智能材料器件教育部重点实验室,南京210016
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随着现代社会智能化的加速发展,传感系统中传感器的数量、密度和分布范围不断增加,传统的供能方式难以满足如此复杂多变的传感器供能需求,从周围环境中收集能量并转化为电能的自供能传感器件是解决这一难题的有效途径.石墨烯不仅具有优异的传感性能,而且在各种能源器件中有广泛的应用,这为基于石墨烯的自供能传感器件设计提供了便利.近年来,人们己经研究和发展了多种多样的石墨烯自供能传感器件.本文基于自供能器件的基本能量供给原理,包括电化学供能、光伏供能、摩擦电供能、水伏供能以及热电、压电、热释电等其它供能,分别介绍了石墨烯在自供能传感器件中的应用,并展望了基于石墨烯的自供能传感器件的未来发展、挑战和前景.
其他文献
为提高自然场景下交通标志检测实时性差的问题,提出了一种基于视频码流的交通标志检测方法.此方法充分利用编码块像素之间的相关性和码流中能体现的不同交通标志颜色特征和边缘特征,通过分析视频码流帧内预测模式、像素残差分布情况值和像素残差信息,对交通标志进行目标粗定位;通过分析视频码流帧间预测码流预测模式、像素残差分布情况值和运动矢量信息,对交通标志检测进行修正.此方法避免了视频解码过程中整数IDCT变换、反量化、重构和环路滤波等耗时的操作.基于中国交通标志数据库(CCTSDB)的实验获得了 96.9％检测率和4.
水资源短缺是世界长期面临的问题,当前全球80多个国家的约15亿人口面临淡水不足,其中26个国家的3亿人口完全生活在缺水状态.近年来,人们开发了新型太阳能界面水蒸发材料和技术,能够利用高效光热材料吸收太阳能转化为热能,实现大量的、快速的水蒸发,冷凝后收集便得到洁净水,是一种高效、绿色、低成本水处理和解决水资源短缺的方法.石墨烯三维组装体材料的物理和化学性质优异,光热转化效率高,同时其太阳光吸收率高,内部微纳孔道丰富,具有良好的水传输通道,表面水蒸发面积大,在太阳光照射下能够实现超高的水蒸发速率,在光热水处理
利用数字图像(DIC)技术来评估纤维表面改性(碱处理、酸处理及硅烷偶联剂处理)和纤维掺量(0％,0.25％,0.5％,1％)缓解水泥固化高含水量软土路基干缩开裂的特性,并量化和比较干缩过程中试样表面的应变、裂缝长度及裂缝面积,从而评估纤维表面改性和掺量对裂缝的限制程度.此外,还测量了干缩过程中试样的水分变化,以加深对干缩行为的了解,并运用SEM和压汞法揭示纤维改性加固水泥土的机理.结果表明,纤维改性能有效降低试样表面的最大拉伸和压缩应变、裂缝长度及裂缝面积,其中,经硅烷偶联剂改性的纤维能够显著降低试样干缩
石墨烯原子层厚度的二维平面结构以及其独特的物理化学性质引起了国际学术界的广泛关注1,同时也赋予石墨烯丰富多样的光、热、电、磁、力等功能.石墨烯的结晶度、旋转错位、物理形变等无不引起其功能的显著变化,而杂原子掺杂、可设计孔洞、选择性边缘结构、特异性复合等也往往赋予石墨烯特殊的性能与应用.同时,在纳米与分子尺度上对石墨烯的结构、骨架、孔道等进行设计与构建更能衍生出许多全新的功能化石墨烯材料,有可能会带来科学上的重大发现.本专刊收集了国内部分科学家在相关领域的研究成果,通过主题聚焦、思想碰撞来探索石墨烯独特的功
在人工晶体生长技术中,导模法晶体生长技术具有“近净型”生长、材料利用率高、生长速度快以及易于实现多片晶体同步生长等优点,在晶体生长领域应用广泛,已被用于工业化生产硅、锗晶体和蓝宝石晶体等.介绍了导模法晶体生长技术国内外的研究现状,包括材料特性、生长工艺、应用领域、现存问题以及解决途径等,同时展示了同济大学在导模法生长蓝宝石多片、圆管、大尺寸板材等方面的研究成果,并展望了导模法晶体生长技术未来的发展方向以及在其他晶体材料生长方面的应用.
化学气相沉积(Chemical vapor deposition,CVD)法制备的石墨烯薄膜具有质量高、可控性好、可放大等优点,近年来受到了学术界和工业界的广泛关注.然而,近期研究结果表明,在高温CVD生长石墨烯的过程中,伴随着许多副反应,这些副反应会导致石墨烯薄膜表面沉积大量的无定形碳污染物,造成石墨烯薄膜的“本征污染”现象.同时,这些污染物的存在会导致转移后的石墨烯薄膜表面更脏,对石墨烯材料和器件的性能带来严重影响.这也是CVD石墨烯薄膜的性能一直无法媲美机械剥离石墨烯的重要原因之一.事实上,超洁净生
大批量石墨烯可控制备技术的逐渐成熟为实现其宏观组装和应用提供了基础.在众多的组装策略中,调节石墨烯层间的界面相互作用可以直接影响组装体的力学、电学、热学以及渗透等性质,具有重要的意义.石墨烯片层间以共价键连接的层间共价石墨烯材料以其可调的层间距、较强的层间作用力、丰富的功能化、以及可能的原子构型重排等特性,受到了广泛的关注和深入的研究.相比于其他非共价的键合手段,共价连接是一种更为牢固的枢纽.本文中我们将总结讨论层间共价石墨烯材料的构筑方法、性能以及应用.在构筑方法中,依据石墨烯本身的制备方法分为氧化还原
化学气相沉积法(CVD)制备的石墨烯薄膜具有质量高、均匀性好、层数可控且可放大等优点,近年来受到了学术界和工业界的广泛关注.在高温CVD生长过程中,除衬底表面的反应外,气相反应同样会影响石墨烯的生长行为和薄膜质量.本文将综述气相反应对CVD生长石墨烯的影响:首先对CVD体系内的气相传质过程和气相反应进行了详细讨论;随后系统介绍了基于气相调控提高石墨烯的结晶性、洁净度、畴区尺寸、层数和生长速度的相关策略及其机理;最后对气相反应影响CVD生长石墨烯的规律进行总结,并展望了未来可能的发展方向.
以过渡金属为催化衬底的化学气相沉积法(Chemical Vapor Deposition,CVD)已经可以制备与机械剥离样品相媲美的石墨烯,是实现石墨烯工业应用的关键技术之一.原子尺度理论研究能够帮助我们深刻理解石墨烯生长机理,为实验现象提供合理的解释,并有可能成为将来实验设计的理论指导.本文从理论计算的角度,总结了各种金属衬底在石墨烯CVD生长过程中的各种作用与相应的机理,包括在催化碳源裂解、降低石墨烯成核密度等,催化加快石墨烯快速生长,修复石墨烯生长过程中产生的缺陷,控制外延生长石墨烯的晶格取向,以及
石墨烯具有目前已知材料中最高的热导率,在电子器件、信息技术、国防军工等领域具有良好的应用前景.石墨烯导热的理论和实验研究具有重要意义,在最近十年间取得了长足的发展.本文综述了石墨烯本征热导率的研究进展及应用现状.首先介绍应用于石墨烯热导率测量的微纳尺度传热技术,包括拉曼光谱法、悬空热桥法和时域热反射法.然后展示了石墨烯热导率的理论研究成果,并总结了石墨烯本征热导率的影响因素.随后介绍石墨烯在导热材料中的应用,包括高导热石墨烯膜、石墨烯纤维及石墨烯在热界面材料中的应用.最后对石墨烯导热研究的成果进行总结,提