【摘 要】
:
随着柔性电子技术的不断发展,越来越多的柔性电子器件涌入了人们的生产生活中。柔性电子器件有着独特的延展性,且制造工艺高效、成本低,因此在柔性显示器、能源储存、医疗等领域应用前景广泛。近年来,涌现出了许多新型柔性导电材料,如金属纳米线、碳纳米管、石墨烯、氧化石墨烯等。其中石墨烯作为一种柔韧性很好的材料,广泛应用于多种领域,比如能源、电子、医药等。通常采用化学气相沉积的方法来制备石墨烯,但是在制备过程中
论文部分内容阅读
随着柔性电子技术的不断发展,越来越多的柔性电子器件涌入了人们的生产生活中。柔性电子器件有着独特的延展性,且制造工艺高效、成本低,因此在柔性显示器、能源储存、医疗等领域应用前景广泛。近年来,涌现出了许多新型柔性导电材料,如金属纳米线、碳纳米管、石墨烯、氧化石墨烯等。其中石墨烯作为一种柔韧性很好的材料,广泛应用于多种领域,比如能源、电子、医药等。通常采用化学气相沉积的方法来制备石墨烯,但是在制备过程中,不可避免的会产生缺陷,比如空位缺陷、线缺陷、五-七环缺陷等。缺陷会影响石墨烯的力学性质,如五-七环缺陷可以增强或削弱石墨烯的面内强度,那么包含五-七环的石墨烯同素异形体的面外强度(弯曲模量)会如何变化呢?另外,对于氧化石墨烯柔性电子材料,可以通过官能团的类型和覆盖度来调控其柔性和导电性,那么在弯曲作用下,氧化石墨烯的透光性会如何变化呢?本文采用第一性原理方法,开展了两个工作。第一个工作是通过计算弯曲模量证明了含有五-七环的平面石墨烯同素异形体的超柔性,而且平面石墨烯同素异形体的弯曲模量与其结构和弯曲方向密切相关。与完美的石墨烯相比,平面石墨烯同素异形体中的五-七环会改变碳-碳键长,碳原子面密度以及碳原子的几何贡献,因此会使平面石墨烯同素异形体的弯曲模量比石墨烯的更小,表现出更好的柔韧性。研究表明,平均碳-碳键长越长,碳原子面密度和六元环的几何贡献越小,结构的弯曲模量越小。弯曲方向不同,弯曲模量不同,这体现了平面石墨烯同素异形体的力学各向异性。我们的计算不仅为研究平面石墨烯同素异形体的弯曲模量提供了一种可行的办法,也为设计高性能的柔性电子器件提供了重要的参考。第二个工作是通过计算三种氧化石墨烯结构模型在不同曲率下的光吸收系数、折射系数、反射率以及透光率,研究了官能团和弯曲对氧化石墨烯光学性质的影响。结果表明弯曲作用和氢键转变均会影响吸收峰、折射峰和反射峰。特别的是,氢键转变为共价键后会在5 eV处出现新的吸收峰。弯曲作用会使透光率较小,且氢键转变为共价键会使透光率减小的更快。然而,弯曲下三种氧化石墨烯结构在550 nm处的透光率都在92%以上,体现了弯曲形变下氧化石墨烯的高透光率。这些结果为判断氧化石墨烯中的键合类型和氧化石墨烯在柔性透明器件中的应用提供了理论支持。
其他文献
氢能被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源,是一种优良的能源载体,其开发与利用是氢动力汽车、氢燃料电池技术发展的关键。等离子体重整制氢技术作为一种启停迅速、可处理燃料种类多、无需催化剂的新兴技术,可以克服传统催化重整制氢工艺操作温度高、启停慢、工艺流程复杂、催化剂易失活等缺陷,在车载制氢方面具有独特的优势。目前,用于滑动弧等离子体部分氧化重整甲烷制氢的等离子体电源多为直流电源、工频交流电源和低频交流
受阻路易斯酸碱对(frustrated Lewis pairs,简写为FLPs)化学由于其独特的化学性质吸引了国内外许多学者的关注。在过去的十多年间,FLPs的发现为主族元素化学在催化氢化,小分子活化和有机合成领域提供了全新的反应设计思路。在本论文的探索过程中,我们发现了一些有别于经典FLPs的新型反应模式,这为传统的有机化学教科书补充了新鲜的血液。本论文主要是通过两类FLPs活化一系列化学键(单
近十年来,以水为氧源,电催化有机物氧化制备高附加价值产品的研究引起越来越多的关注。到目前为止,大多数研究报道集中在反应的转化率和选择性上,而电催化有机物氧化的反应机理,催化活性位点以及氧原子的转移机制尚不明确。其次,在电催化氧化反应中,质子作为副产物生成,将其与反应速率匹配的有机物还原反应耦合,构建氧化还原耦合全反应体系,可以最大限度提高催化效率和原子经济性,开发一种可持续的化学品合成途径。本论文
立管作为连接海洋平台与海底管道的关键组成部分,是油气开采的核心装备。随着油气资源开发不断向高纬度地区进行,冰荷载逐渐成为控制荷载,海洋立管的抗冰性能在油气开采装备的抗冰设计中至关重要。海冰荷载对结构的作用力受冰速效应影响较大,因此冰荷载模型的确定、稳态振动发生的条件是海洋立管抗冰性能研究的重点。本文主要通过模型试验和数值模拟的手段对立管这类直立柔性结构的冰荷载进行研究,为海洋立管的抗冰设计及安全评
高纯度的石英玻璃具有透光性好、耐高温、耐酸性、热膨胀系数小,化学性能稳定等优异性能,被广泛地应用在精密光学及其他高科技领域。由于加工质量直接关系着工件的使用性能和使用寿命,各领域对石英玻璃元器件的加工有着严格的要求。化学机械抛光(CMP)在超精密加工中通常作为最后一道表面处理工艺,通过化学和机械的协同作用来去除表面材料,可获得极高的表面质量。但当加工精度达到纳米级尺度时,许多传统的加工理论已经不完
现如今,大量电子设备的使用丰富了人们的日常生活,但其带来的电磁污染问题也亟待解决,吸收电磁波就是解决电磁干扰的有效手段之一。另外,随着雷达探测技术的发展,对军事武器的生存和隐身能力也提出了更高要求。传统吸波材料存在的损耗机制单一、密度大以及衰减能力较弱等缺陷限制了其发展,有效的解决途径是材料微观结构的合理设计与制备具有多种损耗机制材料的复合吸波材料,以满足“低密度、宽频、强吸收、电磁匹配”的目标。
等离子体表面处理技术是一种极其有效的聚合物材料表面改性方法。通过等离子体刻蚀工艺和等离子体聚合工艺,可改变聚合物材料表面的纳米结构和化学成分,从而使表面获得超疏水、自清洁、抗粘附等性能,广泛应用于工业生产、生物医疗等领域。基于超疏水表面的超疏水特性,研究发现液滴撞击超疏水表面时会发生界面电荷分离,但对于具有不同纳米结构超疏水表面的液滴撞击电荷化现象研究相对较少,因此本文着重对织构化超疏水表面的液滴
2-硫代咪唑啉-4-酮及其衍生物是一类应用广泛的五元杂环化合物,在化学合成、农学研究与生命医药领域有着十分广泛的应用。例如,2-硫代咪唑啉-4-酮类化合物可以作为有机合成中的金属配体、手性辅基或者动力学拆分试剂,在农业生产中用作除草剂,在生命科学中用于蛋白质测序分析等。近年来,2-硫代咪唑啉-4-酮类化合物还被广泛应用在于医药领域,作为某些药物的中间体或者先导化合物。据现有文献报道,已知的2-硫代
落潮三角洲是砂质海岸潮汐汊道口外形成的沙质浅滩,是由于涨、落潮流进出潮汐通道时在出口处因水流扩散导致所携带的泥沙沉积而形成的三角洲。落潮三角洲是潮汐汊道动力地貌体系的组成部分,对于落潮三角洲的研究不仅开拓了潮汐汊道研究的新领域,而且对于航道整治、港口建设及海岸建设修复具有重要的意义。本文采用数值模拟计算的方法来研究波生流对不同类型落潮三角洲地形演变的影响。本文数值模拟计算所采用的模型主要有水动力模
黏土矿物是地球浅表沉积物中最丰富、分布最广的矿物,常见的黏土矿物包括高岭石、蒙脱石、伊利石等,它们是组成黏土岩和土壤的重要成分。蒙脱石作为一种典型且常见的黏土矿物,分析蒙脱石的吸水膨胀特征和结构强度特征,研究其物理力学性质,对于解决在岩土工程应用中出现的力学问题具有重要意义。本文以蒙脱石为主要研究对象,首先在不同温度和压力耦合作用条件下,对Na-,K-,Ca-蒙脱石晶层间吸附不同水分子的过程进行分