多种石墨烯复合纳米纤维传感器及其制备方法和应用
石墨烯专题知识
石墨烯被以为是替代硅旳理想材料，石墨 烯无禁带，不能直接用于晶体管等逻辑元 件，但能够采用石墨烯纳米带、石墨烯量 子点及双层石墨烯加偏压成为半导体，作 为晶体管源电极和漏电极之间旳通道。
IBM展示全球最快石墨烯晶体管，处理速度 可达100GHz
贝尔试验室旳Fulton等人制成旳128Mbit石墨 烯单电子存储器芯片照片
层左右旳石墨烯。
❖石墨烯旳发觉
碳是构成自然界有机生命体旳主要元素， 碳材料涉及活性碳、碳黑、碳纤维、金 刚石、石墨。伴随纳米技术旳发展， 1985年，由60个碳原子构成旳“足球” 分子C60被发觉。1991年，由具有一维管 状构造旳碳纳米管被发觉。Laudau 和 Wagner理论科学家以为二维旳晶体材料 因为其本身旳热力学不稳定性，在常温 下会迅速分解。
⑥兼容性好: 与多种金属和半导体材料 兼容,可用于制备复合材料.
………
三、石墨烯旳制备措施
目前石墨烯主要旳制造措施涉及四种，分 别是：微机械剥离法、外延生长法、氧化 石墨还原法和气相沉积法。
①微机械分离法
微机械剥离法即是用透明胶带将高定向 热解石墨片按压到其他表面上进行屡次 剥离，最终得到单层或数层旳石墨烯。
目前使用旳碳材料主要涉及活性炭、活 性碳纤维、炭气凝胶等，这些碳材料旳 基元都是石墨烯。因为超级电容器是经 过导体表白来存储电荷，所以适合电子 汇集旳有效表面积越大其容量就越大；
试验表白使用石墨烯作为电极旳超级电 容器能够产生相同体积电容器6 倍以上 旳容量。同步具有优良旳化学稳定性、 导电性、导热性和低成本等优点。
❖ 2023年，Geim，Novoselov等就是经过此 措施在世界上首次得到了单层石墨烯，证明 了二维晶体构造在常温下是能够存在旳 ，
碳纳米材料的应用前景
碳纳米材料的应用前景随着科技的不断进步和需求的不断增长，人们对材料的性能和功能的要求也越来越高。
碳纳米材料作为一种颇具前景的新型材料，其应用前景十分广阔。
本文将从碳纳米管、碳纳米纤维和石墨烯三个方面来探讨碳纳米材料的应用前景。
1.碳纳米管碳纳米管是由碳原子构成的空心圆柱结构，其直径只有纳米级别，长度则可以达到数十微米，因此具有很强的机械性能和电学特性。
在纳米科技领域中，碳纳米管可以作为通道来传输电子和分子，具有电子学和扫描探针显微镜等制备方法的独特性质。
在能源、储存、导电等领域，碳纳米管也有着广泛的应用前景。
比如，在能量储存领域，碳纳米管被广泛应用于锂离子电池等电能存储系统中。
由于其高比表面积和良好的电导率，碳纳米管可以大大提高电池的能量密度和功率密度，从而提高电池的性能。
同时，碳纳米管也可以作为质子交换膜燃料电池的催化剂支撑体，以提高其效率和稳定性。
2.碳纳米纤维碳纳米纤维是碳纳米管的一种，但它是通过纤维化方法制备而成，具有更高的力学强度和更低的密度。
碳纳米纤维不仅可以用于增强复合材料中，还可以应用于电磁干扰屏蔽和导电材料等领域。
在增强复合材料领域中，碳纳米纤维一方面可以增强基体的力学性能，提高其强度和刚度，另一方面也可以渗透到基体内部形成导电路径，提高材料的导电性能。
此外，碳纳米纤维还可以用于高强度电缆的制备，以提高电缆的拉伸强度和断裂韧度。
3.石墨烯石墨烯是一种由碳原子组成的单层平面晶体结构，厚度只有一个碳原子层的纳米材料。
其在电学、光学、力学等领域的性能表现出色，是目前最为热门的碳纳米材料之一。
在电子学领域，石墨烯可以作为新型光电传感器、晶体管和基于量子点的荧光材料等器件的材料，具有重要的应用前景。
同时，石墨烯还可以作为新型薄膜太阳电池的电极材料，以提高光电转换效率和稳定性。
此外，在医学和环境领域，石墨烯也有着广泛的应用前景。
其中，在生物医学领域，石墨烯可以作为药物输送和光学成像等方面的材料；在环境领域，石墨烯可以作为新型吸附材料，用于水和大气污染的处理。
《聚苯胺基导电水凝胶的制备和性能研究及其在柔性传感器的应用》
《聚苯胺基导电水凝胶的制备和性能研究及其在柔性传感器的应用》一、引言随着科技的发展，柔性电子器件在众多领域中得到了广泛的应用。
其中，柔性传感器因其独特的性能和广泛的应用前景，受到了广泛的关注。
聚苯胺基导电水凝胶作为一种新型的柔性材料，具有优异的导电性、柔韧性和生物相容性，是制备柔性传感器的重要材料之一。
本文将重点探讨聚苯胺基导电水凝胶的制备方法、性能研究及其在柔性传感器中的应用。
二、聚苯胺基导电水凝胶的制备聚苯胺基导电水凝胶的制备主要包括原料准备、化学反应和凝胶化过程。
首先，需要准备聚苯胺单体、交联剂、溶剂等原料。
然后，通过化学聚合反应将聚苯胺单体进行聚合，形成聚苯胺链。
接着，通过加入交联剂和溶剂，使聚苯胺链发生交联和凝胶化，最终形成聚苯胺基导电水凝胶。
三、聚苯胺基导电水凝胶的性能研究聚苯胺基导电水凝胶具有优异的导电性、柔韧性和生物相容性。
首先，其导电性能主要源于聚苯胺链中的π电子共轭结构，使得其具有较高的电导率。
其次，其柔韧性主要归因于水凝胶的三维网络结构，使其能够在受到外力时发生形变而不破裂。
此外，其生物相容性使其在生物医学领域具有广泛的应用前景。
通过对聚苯胺基导电水凝胶的电学性能、力学性能和生物相容性等方面进行深入研究，可以为其在柔性传感器中的应用提供重要的理论依据。
四、聚苯胺基导电水凝胶在柔性传感器中的应用聚苯胺基导电水凝胶在柔性传感器中的应用主要表现在其可以作为传感器的敏感元件。
由于聚苯胺基导电水凝胶具有优异的导电性和柔韧性，可以将其制备成薄膜、纤维等形态，用于构建柔性传感器。
在传感器中，聚苯胺基导电水凝胶可以感知外界的形变、压力、温度等物理量，并将这些物理量转化为电信号，从而实现对外界环境的感知和响应。
此外，聚苯胺基导电水凝胶的生物相容性也使其在生物医学传感器、人工皮肤等领域具有广泛的应用前景。
五、结论聚苯胺基导电水凝胶作为一种新型的柔性材料，具有优异的导电性、柔韧性和生物相容性，为柔性传感器的制备提供了新的选择。
《键合型聚氨酯基T-ZIF-8抗菌纳米纤维的构筑及其应用研究》
《键合型聚氨酯基T-ZIF-8抗菌纳米纤维的构筑及其应用研究》摘要：本文研究了一种新型的键合型聚氨酯基T-ZIF-8抗菌纳米纤维的构筑方法，并对其在医疗、环境等领域的潜在应用进行了深入研究。
通过对材料进行优化和改性，有效提升了其抗菌性能，并在多个领域展现出了优异的应用效果。
本文的研究结果对于拓展新型抗菌材料的应用范围具有重要意义。
一、引言随着科技的发展和人们生活水平的提高，抗菌材料的研究和应用日益受到重视。
在医疗、环保、食品包装等领域，具有高效、安全、环保的抗菌材料显得尤为重要。
聚氨酯作为一种常见的合成高分子材料，具有良好的生物相容性和物理性能，而沸石咪唑酯骨架（ZIF）结构则具有较高的热稳定性和优异的离子交换能力。
本研究通过制备键合型聚氨酯基T-ZIF-8抗菌纳米纤维，以期获得具有优良抗菌性能的新型材料。
二、键合型聚氨酯基T-ZIF-8抗菌纳米纤维的构筑本研究采用溶剂法与静电纺丝技术相结合的方式，制备出具有高比表面积和优良物理性能的聚氨酯纳米纤维。
随后通过引入T-ZIF-8结构，与聚氨酯链形成化学键合，形成键合型聚氨酯基T-ZIF-8抗菌纳米纤维。
通过调整溶剂种类、浓度、纺丝条件等参数，优化了纳米纤维的形貌和结构，最终获得了具有优异力学性能和良好抗菌效果的纳米纤维材料。
三、材料的性能分析经过表征和分析，本研究所制备的键合型聚氨酯基T-ZIF-8抗菌纳米纤维具有以下特点：1. 良好的力学性能：纳米纤维具有较高的拉伸强度和断裂伸长率，能够满足多种应用场景的需求。
2. 优异的抗菌性能：通过与T-ZIF-8结构的键合，显著提高了材料的抗菌性能，对多种常见细菌具有显著的抑制和杀灭作用。
3. 良好的生物相容性：材料无毒无害，具有良好的生物相容性，适用于医疗、环保等领域的应用。
4. 稳定的物理化学性质：材料具有良好的热稳定性和化学稳定性，能够在多种环境下长期使用。
四、应用研究基于上述优异性能，本研究对键合型聚氨酯基T-ZIF-8抗菌纳米纤维在医疗、环保等领域的应用进行了研究。
石墨烯涂层热传导
石墨烯涂层热传导麻省理工的研究团队在电厂冷凝器表面使用石墨烯涂层，使其更加耐用且导热更快。
在电力厂，冷凝管是收集蒸汽并将其重新冷凝为水的装置，提高它们的效率可以大大提高电厂的整体效率。
研究人员在冷凝管表面涂覆一层石墨烯，发现传热速度提高了4倍，这可以将电厂的效率提高2-3%，这足以改变全球碳的排放量。
冷凝管的一个重要改进就是可以防止蒸汽膜在管外壁形成，这是因为石墨烯具有疏水的性质。
研究人员发现有单层的石墨烯涂层的冷凝管（疏水，不形成蒸汽膜）跟表面形成蒸汽膜的冷凝管（如纯金属）相比可以提高4倍的导热。
进一步的计算表明，最佳的温度差可以将其提高到5-7倍。
研究人员还发现，在这样的条件下，石墨烯的性能并没有降低。
21世纪的新材料——石墨烯，是颠覆全球材料科学的一项划时代的创新。
石墨烯具有高强度、高模量、轻质、超薄、柔韧性好等特点，具有优异的透光性、透明度、导电、导热、储能、抗菌、防紫外线、防静电性能，已在当代高科技计算机、信息产业、人工智能、交通运输、航天航空、国防军工等领域得到较多的应用。
由于石墨烯是一种片层的二维纳米粒子，不存在类似于高聚物的分子链，因此直接制备石墨烯纤维存在一定的难度。
目前很多关于石墨烯纤维的制备仍然仅限于实验室阶段，还远远不能够进行实际应用与普及。
而氧化石墨烯(GO)由于具有较为丰富的羧基、羟基以及环氧基，使其在溶剂中的分散性更好，因而实际应用中多以GO为主，再经过后期还原得到石墨烯(还原氧化石墨烯，RGO)。
充分利用石墨烯的特性和功能，嫁接至纺织纤维和织物上，可扩大其用途，特别在高端纺织品的发展和应用方面潜力较大。
在纤维方面的应用随着纳米技术的不断发展，通过将石墨烯纳米粒子引入到聚合物纤维基体中，可以开发石墨烯/聚合物基复合纤维。
石墨烯的引入，有利于改善聚合物纤维的强度、耐热性、耐候性、抗静电等诸多性能，增强纤维材料整体性能和应用领域。
以石墨烯为载体复合的纤维有纯棉、粘胶等纤维素纤维，涤纶、锦纶、腈纶、氨纶、芳纶、聚乙烯醇、海藻酸钠、聚丙烯酸等合成纤维。
导电聚苯胺
石墨烯/聚苯胺纳米复合材料导电性能的研究及其应用摘要：本文从单相聚苯胺到石墨烯/聚苯胺纳米材料的复合分析了三个课题组的研究工作，并概括总结了每个课题组的工作意义和优缺点，通过引入石墨烯，利用其良好的导电性及其较高的比表面结和稳定性来改善单相聚苯胺的性能不足的缺陷，从而改善了聚苯胺电容量的和电导率。
关键词：聚苯胺，石墨烯/聚苯胺，比表面积，稳定性Abstract:in this paper, from a single aniline tographene/polyaniline composite analysis of the three group of nanomaterials research work, and each team work significance are summarized and advantages and disadvantages, with the introduction of graphene, use of its good conductivity and high specific surface junction and stability to improve the performance of the single together aniline defects, thus improving the polyaniline capacitance and conductivity.Together in this paper, from a single aniline to graphene/polyaniline composite analysis of the three group of nanomaterials research work, and each team work significance are summarized and advantages and disadvantages, with the introduction of graphene, use of its good conductivity and high specific surface junction and stability to improve the performance of the single together aniline defects, thus improving the polyaniline capacitance and conductivity.Key words: polyaniline, graphene/pani, specific surface area,stability一．前言20世纪70年代末期，首次发现了导电聚合物聚乙炔(PA)，打破了聚合物都是绝缘体的传统观念。
几种常用的纳米材料在电化学生物传感器中的应用
几种常用的纳米材料在电化学生物传感器中的应用姚惠琴;黄珊;甘倩倩【摘要】基于纳米材料独特的物理和化学性质,使其构建的电化学生物传感器在线性范围、检测限、响应时间等方面均表现出良好的性能,已成为发展新型电化学生物传感器的研究热点.该文主要介绍了几种常用的纳米材料如碳纳米管、石墨烯、金纳米在电化学生物传感器中的应用,并对其应用前景进行了展望.【期刊名称】《化学传感器》【年(卷),期】2016(036)001【总页数】7页(P10-16)【关键词】纳米材料;生物传感器;应用【作者】姚惠琴;黄珊;甘倩倩【作者单位】宁夏医科大学药学院,宁夏银川750004;宁夏医科大学药学院,宁夏银川750004;宁夏医科大学药学院,宁夏银川750004【正文语种】中文纳米材料是指其在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围（1～100 nm）或由它们作为基本结构单元所构成的材料，正是由于这一尺寸的特殊，使得其具有优异的物理化学特性、量子尺寸效应、表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应。
自从1984年被德国的物理学家Gleiter［1］发现，研究者们就对其产生了浓厚的兴趣，目前纳米材料已经深入到各个不同的科学领域，并成为近年来科学界的研究热点。
纳米材料除了拥有特殊的五种基本功能特性外，还具有非常特殊的化学反应性质、光电性质、催化性质、光电化学性质、特殊的物理机械性质和化学反应动力学性质［2］。
用纳米材料制成的电化学生物传感器有许多优异的性能，例如检测灵敏度更高、体积更小和可靠性更好等。
一些纳米材料如铂纳米粒子、石墨烯、金纳米粒子、钯纳米粒子被证实对于特定的底物有良好的催化活性，将这些纳米粒子作为传感器的固载物质或者标记物在提高生物传感器的响应性能方面有很大的帮助［3］。
纳米材料这些特殊的性质使其在电化学生物传感器的构建和发展中占据非常重要的地位。
该文将对纳米材料及电化学生物传感器进行概述，并介绍几种常见的纳米材料及其在电化学生物传感器中的应用。
材料学中的二维材料的制备与应用
材料学中的二维材料的制备与应用随着科技的发展，二维材料作为一种新兴材料，正逐渐引起人们的注意。
在材料学领域中，二维材料的制备及其应用正成为研究的热点。
本文将介绍二维材料的制备方法以及其在不同领域的应用。
一、二维材料的制备方法二维材料是指只有纳米尺度的厚度，但在其他方向上无限制或具有长宽尺寸远大于厚度的材料。
其制备方法主要分为自下而上和自上而下两种。
自下而上的制备方法是指通过原子或分子自组装的方式来制备二维材料。
例如，石墨烯的制备就是一种典型的自下而上方法。
石墨烯是由碳原子构成的二维晶体结构，其制备方法主要有化学气相沉积法和机械剥离法。
化学气相沉积法是通过在衬底上加热对应的碳源，使其分解并在表面沉积出石墨烯。
机械剥离法则是通过用胶带等工具将石墨烯剥离出来。
自上而下的制备方法是指通过纳米加工的方式来制备二维材料。
例如，利用电子束或离子束刻蚀的方法可以制备出具有所需形状和尺寸的二维材料。
此外，还可以通过化学气相沉积、溶液剥离和化学氧化还原等方法来制备二维材料。
二、二维材料的应用由于其独特的物理和化学性质，二维材料在各个领域都有着广泛的应用。
1. 电子领域二维材料在电子领域的应用主要包括电子器件和传感器。
例如，石墨烯具有良好的导电性和透明性，可用于制备柔性显示器和传感器。
此外，二维过渡金属硫属化合物也具有优异的电子特性，可用于制备高性能的电子器件。
2. 能源领域二维材料在能源领域的应用主要包括光伏电池和储能器件。
二维钼酸锂具有优异的锂离子传输性能，可用于制备高性能的锂离子电池。
此外，石墨烯等材料也被用于制备柔性太阳能电池。
3. 生物医学领域二维材料在生物医学领域的应用主要包括生物传感器和药物运输。
由于其巨大的比表面积和良好的生物相容性，二维材料可以用于检测生物分子和制备生物传感器。
此外，二维材料还可以作为药物运输的载体，用于控制药物的释放速率和增强疗效。
4. 光学领域二维材料在光学领域的应用包括光学器件和光催化。
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2种石墨烯复合纳米纤维传感器及其制备方法和应用
专利名称申请号申请人摘要
一种氧化镍/
石墨烯/纳米复合纤维膜传感器及其制备方法和应用CN201610254933.2文颖;王真真;
徐汀;李黎;周
佳哲;王丰;杨
海峰
本发明属于电化学和纳米材料技术领域，特别涉及一种
氧化镍/石墨烯/纳米复合纤维膜传感器及其制备方法及
该传感器用于利褔平的检测，其制备方法为将聚己内酯
溶于甲酸、乙酸及六氟异丙醇的混合溶液中，搅拌，得
到聚己内酯静电纺丝液，电纺得纤维膜并浸泡在吡咯溶
液中，加入三氯化铁溶液反应0.5?2小时，生成纳米复
合纤维膜，将其固定在玻碳电极的表面，滴加聚二烯基
丙二甲基氯化铵，孵化、分别浸泡在氧化石墨烯溶液和
硫酸镍溶液中，并用循环伏安法连续扫描，洗涤、干燥。
所述纳米复合纤维膜作为支架能够富集石墨烯，将氧化
镍修饰到石墨烯的表面，该传感器能够对利福平具有较
宽的检测范围及较高的灵敏度，最低检测限，且抗干扰
性强。
基于纳米石墨烯/硫化亚铁的电化学传感器CN201410529926.X孙京华;潘正海本发明涉及基于纳米石墨烯/硫化亚铁的电化学传感器。本发明将硫酸亚铁铵、柠檬酸三钠、石墨烯通过混合反应、静电纺丝、煅烧过程制备成Gr-FeS，涂覆到玻璃碳
电极表面，制备成Gr-FeS/GC电极，并构建了电化学传
感器，用于痕量H2O2的检测。本发明涉及的基于
Gr-FeS/GC电极的电化学传感器，用于检测痕量H2O2
时，具有灵敏度高、稳定性好、响应速度快、选择性好、
检测限宽等特点。
来源：永康乐业