石墨烯热管理应用技术进展田素云 博士丁古巧 博士上海烯望材料科技有限公司【引言】热学又称热物理学,是研究热现象(即与温度有关的物理现象)的科学。在热力学中,热是能量的一种形式,指存在于系统中的内部能量,宏观表现为物体的温度,微观上来讲是物体内有巨大数量微观粒子(分子、原子、电子或点阵粒子等)参与的永不停息的无规则运动,并伴有频繁碰撞。在现有宇宙中,绝对零度以上的任何物体都伴随着一定的热运动,因此我们生活中的物体都进行着一定的热量的传递。然而不同物质的热量传递的效率以及转化热的能力是不同的。热管理的主要目的就是将物体中的积聚热迅速传递出去以及为需要热的物体供应大量的热能。石墨烯是单层碳原子以sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维晶体,与三维材料不同,其低维结构可显著削减晶界处的声子的边界散射,并赋予其特殊的声子以弹道-扩散模式热传递,使得石墨烯声子的平均自由程长达775 nm [1-4]。采用非接触共焦拉曼测试的单层悬空的绝对理想石墨烯热导率高达5300 W/(m·K),明显高于金刚石和单壁碳纳米管,室温下是铜的热导率的10倍,是物质中传递热能的最强者 [5-7]。当然石墨烯这种热量传递时是具有各向异性的,面向热流量受限于较弱的范德华力耦合作用,使得热导率比面内低2-3个数量级 [8-10]。温度的变化也会影响石墨烯热导率的变化,石墨烯的热导通常会随温度升高而降...
发布时间: 2020 - 02 - 14
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石墨烯抗菌抗病毒研究进展金秀龙 博士上海烯望材料科技有限公司【引言】近年来,各种抗生素药物的滥用导致致病细菌和病毒出现了顽强的耐药性,因此,开发设计新的广谱高效、低成本、低风险和简单易得的抗菌抗病毒成分就显得尤为重要[1]。金属和碳纳米材料凭借其合成简单、结构性能高度可调、抗菌性能优异等特性已经被广泛的应用到抗菌抗病毒领域[2,3]。石墨烯及其衍生物作为一类重要的新兴二维多功能纳米材料,以其优异的广谱抗菌抗病毒能力、不会诱导细菌产生耐药性、制备工艺简单、较好的生物相容性等优点[4,5],相对于传统抗菌抗病毒成分,在生物医学、家居纺织、建筑工程等领域均表现出良好的应用潜力。【石墨烯材料抗菌抗病毒机制】石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型蜂巢晶格的二维碳纳米材料。石墨烯及其衍生物,如石墨烯(G)、氧化石墨烯(GO)和还原氧化石墨烯(rGO),均具有独特的二维表面化学结构和尖锐的物理边缘结构,其中,GO是目前研究最多的一类抗菌抗病毒石墨烯材料[6,7]。根据报道,石墨烯材料的抗菌抗病毒能力主要基于以下几种机制的混合协同作用:1)物理切割,也称纳米刀(Nano-Knives),石墨烯材料尖锐物理边缘可有效切割细菌病毒表面,破坏细胞壁和膜结构,造成胞内物质泄漏和代谢紊乱,最终导致细菌病毒死亡,是石墨烯材料的主要抗菌抗病毒机制之一[8,9];2)膜表面成分提取(Insertion a...
发布时间: 2020 - 02 - 08
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