石墨烯基高分子复合材料的研究进展

自2004年石墨烯被发现以来,石墨烯优异的机械、热学、电学及光学性能引起广大学者的浓厚兴趣,许多石墨烯基高分子复合材料被相继合成和表征,研究显示,石墨烯基高分子复合材料有着广泛的应用前景。本文对石墨烯基高分子复合材料的研究进展进行了综述,重点对石墨烯基高分子复合材料的制备方法和性能进行了阐述,并对其在传感器、太阳能电池、超级电容器及其他方面的应用做了相关介绍,并对石墨烯／高分子复合材料的发展前景进行了展望。     

扫描近场光学显微镜及其在单分子探测中的应用

扫描近场光学显微镜在光学显微镜中具有独特的性能,其突破衍射光限制,具有单分子探测灵敏度,且在研究时不损伤生物样品。文中简要介绍了扫描近场光学显微镜的原理,详述近年来扫描近场光学显微镜在单分子探测中的应用,介绍了扫描近场光学显微镜结合量子点对单分子探测的进展,并对单分子探测的前景做了展望。     

石墨烯-量子点复合材料的制备与应用

石墨烯因其独特的物理化学性质以及潜在的巨大应用价值引起了越来越多的研究兴趣,但其特殊的零带隙结构却限制了它在光电领域的应用。半导体量子点因其特有的量子尺寸效应而表现出迷人的光学性能,已成功应用于生物标记及电化学等领域,但电子-空穴对易复合湮灭,导致电子迁移率较低,限制了其在光电转换方面的应用。石墨烯独特的结构和电子特性使其成为优秀的导电支架,可从量子点中捕获并输运电子,实现了电子空穴对的有效分离。石墨烯-量子点复合材料不仅具有石墨烯的高电子传输性能,而且具备量子点特殊结构产生的量子尺寸效应和边缘效应,二者复合后在纳米器件和光电器件等领域极具应用潜力。本文详细总结了近年来石墨烯-量子点复合材料的制备方法,包括相转移法、静电复合、水热和溶剂热法以及电化学法和微波辅助法等,并简要介绍了相关应用领域的研究进展,以期为石墨烯基纳米复合材料的发展研究提供相关的参考与依据。     

石墨烯基无机纳米复合材料*

石墨烯(graphene)是近年被发现和合成的一种新型二维平面纳米碳质材料。由于其新奇的物理和化学性质,石墨烯已经成为了备受瞩目的科学新星,是纳米材料领域的一大研究热点。在石墨烯的研究中,基于石墨烯的无机纳米复合材料是石墨烯迈向实际应用的一个重要方向。本文在简要介绍石墨烯的结构、性质和制备方法的基础上,重点就近年来以石墨烯为基体的无机物（主要包括金属和半导体）纳米复合材料的合成和应用作一述评,并对石墨烯基无机纳米复合材料的研究和发展方向作了展望。     

石墨烯及其聚合物纳米复合材料

石墨烯是一种新型的二维纳米碳材料,具有优异的机械性能、电性能和热性能等,是聚合物纳米复合材料的理想填料。近年来,石墨烯/聚合物纳米复合材料成为聚合物基纳米复合材料的研究热点。本文对石墨烯及其聚合物纳米复合材料的研究进展进行了综述。首先概述了石墨烯的不同制备方法及石墨烯的共价与非共价改性途径。然后重点总结了石墨烯/聚合物纳米复合材料的常用制备方法及其机械性能、导电性、导热性、耐热性及阻隔性能。最后,对该领域所存在的问题进行了总结,并展望了其发展趋势。     

含偶氮苯光学活性侧基聚合物研究进展

综述了含偶氮苯光学活性侧基聚合物近年来的发展概况 ,介绍了多种聚合体系的类型。由于偶氮苯光于活性侧基的存在 ,使得这些聚合物具有光致变色性、非线性光学活性、光学各向异性等光学性能 ,在光信息存储材料、非线性光学材料、液晶材料、光电子器件、生物分子活性光调控、纳米技术等诸多领域都有广泛的应用。     

MXenes材料的光学特性及相关研究进展

过渡金属碳化物、 氮化物或碳氮化物(MXenes)具有丰富的元素组成和结构可调性, 显示出丰富的物理化学性质和巨大的应用潜力. 本文以此类材料的基本光学特性为基础, 从光子发射、 透明导电及储能、 非线性光学、 表面等离激元及拉曼增强、 光热转化、 光催化及光响应等光学相关领域展开分析和综述. 并对此二维材料相关应用的未来发展及机遇作了简单评述, 以期为进一步的研究提供参考.     

基于石墨烯的光学生物传感器的研究进展

近年来,随着石墨烯研究热潮的兴起,将石墨烯用于生物及化学检测的工作也日益增多.本文着重介绍了基于石墨烯及氧化石墨烯(GO)的光学生物传感器,特别是基于石墨烯的荧光共振能量转移(FRET)传感器以及比色法传感器的设计思想和传感特性.     

含苯并噻唑偶氮发色侧基的两种非线性光学高分子

含苯并噻唑偶氮发色侧基的两种非线性光学高分子刘志红，过俊石，谢洪泉（华中理工大学化学系武汉４３００７４）关键词苯并噻唑，聚氨酯，聚丙烯酸酯，非线性光学聚合物用于集成光学光波导电光调制器件的非线性光学聚合物要求具有大的电光系数、高透明性、良好的加工性能...     

非线性光学方法在电化学研究中的应用

非线性光学方法在电化学研究中的应用杨勇，林祖赓（固体表面物理化学国家重点实验室，厦门大学化学系３６１００５）近年来，由于大功率脉冲型激光器的发展，非线性光学方法在表面科学及电化学中的应用逐步得到重视并有了较快的发展。不少的实验事实已经表明，由于其独特...     

量子点在生物体系中的光学应用

量子点（QDs）与传统染料分子相比,具有量子产率高、光学漂白低、稳定性强、尺寸可调等独特的光学特性.通过与荧光、电化学发光、荧光共振能量转移、循环伏安、差分脉冲伏安以及方波伏安等光电化学技术的联用,使得量子点在DNA、蛋白质、酶等生物分子,细胞以及活体成像中的应用越来越广.本综述简单介绍了量子点的特性及制备方法,重点讨论了其在生物体系中光学检测DNA、蛋白质及酶等生物分子,细胞分析以及活体成像中的应用,并展望了其在未来生命分析中的研究趋势与前景.     

石墨烯基水凝胶的研究进展

石墨烯独特的分子结构使其具有优异的物理化学性质,这引起了国内外学者的研究兴趣。研究者们相继制备出了各种石墨烯基复合材料,其中,石墨烯基水凝胶是一种实用而吸引人的材料,有着广泛的应用前景。本文对石墨烯基水凝胶的研究进展进行了综述,对其在超级电容器、生物医药、水处理等方面的应用做了相关介绍,并对石墨烯基水凝胶的发展前景进行了展望。     

聚集诱导发光高分子在光学诊疗应用中的研究进展

高分子因其优异的光学特性、良好的生物相容性和分子结构易于调控等优势,在光学诊疗领域表现出巨大应用潜力.然而,传统荧光分子的聚集导致荧光淬灭现象限制了其生物应用.聚集诱导发光(AIE)分子因其聚集态高效发光的优势而备受关注.本文从AIE高分子的构建出发,重点介绍了D-A型共轭聚合物的构建策略、构-效关系以及相对于小分子的性能和应用优势,并从生物成像、肿瘤诊疗和抗菌三个方面总结了AIE高分子在光学诊疗领域的最新研究进展.生物成像方面主要总结了NIR-Ⅱ区AIE高分子在深部组织高分辨率荧光成像中的应用;肿瘤诊疗方面主要介绍了AIE高分子在光动力治疗、光热治疗及联合治疗中的应用;以及介绍了AIE高分子在细菌感染光动力治疗中的应用.最后对AIE高分子在光学诊疗领域的未来发展前景进行了展望.     

石墨烯改性树脂基复合材料力学性能研究进展

树脂基复合材料具有比强度高、比模量大、耐高温、耐腐蚀、质轻等诸多优点,在航天军工、生物医疗、电子封装、体育器材等众多领域得到广泛应用。石墨烯作为一种典型的二维纳米材料,凭借其独特结构以及优异的物理化学性能而备受关注。近年来的研究表明石墨烯可以通过对增强纤维改性和对基体树脂改性的方法来提高树脂基复合材料的力学性能。本文介绍了石墨烯改性树脂基复合材料的增强增韧机理,对石墨烯改性纤维(碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维)增强复合材料以及树脂的改性方法进行了综述;着重阐述了石墨烯改性树脂基复合材料力学性能的研究进展,分析了石墨烯改性树脂基复合材料研究中依旧存在的两大问题,即石墨烯的分散性和界面结合问题,并对石墨烯改性树脂基复合材料的未来发展前景进行了展望。     

石墨烯基铁氧化物磁性材料的制备及在水处理中的吸附性能

石墨烯及其衍生物氧化石墨烯均有良好的物理和化学性质,其巨大的表面积和丰富的官能团使其成为良好的吸附材料。石墨烯基磁性材料则综合了石墨烯的吸附能力和磁性材料易分离的特性,是水处理过程中具有巨大应用潜力的吸附材料。本文在论述了石墨烯、氧化石墨烯及铁氧化物磁性材料对水体中的重金属离子、有机染料及含苯环的芳香类污染物的吸附富集性能的基础上,重点介绍了石墨烯基铁氧化物磁性材料的不同合成方法及复合材料在水处理中去除污染物的能力,探讨了复合材料在水处理中的应用前景。     

界面电子受体分子对硫化镉纳米微粒光学性质的影响

纳米微粒的光学性质是固体微结构、微器件研究中的重要方向。纳米微粒可用于光信息存储、转换及光开关等,影响其光学性质的因素有尺寸、结构、组成及其周围的化学环境等。在结构和成分不变时微粒的光学吸收带边(E_g)可由下式描述:     

三维(3D)石墨烯及其复合材料的应用

三维（3D）石墨烯通常是指具有3D结构的二维（2D）石墨烯组装体,是近年来石墨烯化学领域的新型功能性材料。将2D石墨烯片整合成具有3D结构的组装体可以有效调控石墨烯的电学、光学、机械、化学和催化特性,因此3D石墨烯材料不仅具有石墨烯固有的理化性质,其三维多孔的微/纳米结构还使其兼具比表面积大、机械强度高、电子传导能力优越及传质快速等优良特性。这些独特的性质使3D石墨烯及其复合材料在材料科学领域备受关注。研究发现,3D石墨烯及其复合材料应用于纳米电子学、能量储存和转换、化学和生物传感等研究领域均表现出优越的性能。本文结合当前研究热点,综述了3D石墨烯及其复合材料在催化、储氢/气体吸附、传感器、环境修复、超级电容器等领域中的应用进展,并简要评述目前3D石墨烯材料应用中所面临的挑战及发展前景。     

石墨烯作为硫载体在锂硫电池中的研究进展

锂硫电池因其超高的理论能量密度以及硫资源丰富、成本低廉、无毒的优点,被认为是极具发展潜力与应用前景的新一代储能设备。然而,硫正极导电性差、体积膨胀以及穿梭效应严重等问题严重制约了其商业化应用。石墨烯具有高比表面积、高导电性和高柔韧性,并且易于进行表面化学修饰及组装,是一种理想的硫载体材料。本文主要综述了近年来三维石墨烯、表面化学修饰的石墨烯、石墨烯基复合材料以及石墨烯基柔性材料在锂硫电池正极中的研究现状,并展望了石墨烯作为硫载体在锂硫电池正极中的发展趋势。     

二苯丙氨酸二肽组装体的光学性质及潜在应用

二苯丙氨酸二肽是导致阿尔兹海默症的β-淀粉样蛋白的关键识别序列。因其结构简单、组装性能优异,日益成为分子组装领域构筑功能材料的“明星”基元。目前,围绕二苯丙氨酸二肽及其衍生物的可控组装, 人们已经开展了大量的研究工作, 包括分子设计、结构调控和功能应用等。本课题组利用分子组装技术,通过调节分子间相互作用,实现了二苯丙氨酸二肽组装体的可控制备,并探索了它们的光学性质以及潜在应用。本文归纳分析了二苯丙氨酸二肽组装体的光功能化方法,详细介绍了这些短肽基光功能材料在光波导、光学成像、光动力治疗、光学制造和光催化等领域的应用,并初步提出了今后可能的发展方向。     

石墨烯基吸附剂的设计及其对水中抗生素的去除

抗生素的大量使用,所带来的环境污染问题受到广泛关注。吸附法因去除效率高、普遍适用性强,呈现出广阔的应用前景,开发新型吸附剂是高效能吸附处理的关键。近年来石墨烯优良的物理和化学性质以及吸附性能,使其成为重要的抗生素吸附剂。由于石墨烯自身的局限性以及对石墨烯吸附剂处理效能和稳定性的要求,基于石墨烯设计开发了多种石墨烯基吸附材料。而目前基于水体中抗生素的石墨烯基复合材料的设计、合成及其吸附作用机制缺乏相关的系统性综述。本文综述了目前水体中抗生素的危害,针对石墨烯基复合吸附材料中,广泛关注的磁性石墨烯吸附剂、聚合物/石墨烯吸附剂、三维石墨烯凝胶和石墨烯/生物炭吸附剂的设计和制备方法进行了总结和概述,并阐述了石墨烯基吸附材料对水体中抗生素的主要吸附作用机制。最后,本文对石墨烯基吸附材料去除水体中抗生素未来的发展方向进行了展望。