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蒙烯玻璃纤维织物及其红外辐射加热应用

科学通报 2025年

作者：苏清旭亓月刘忠范北京大学化学与分子工程学院北京石墨烯研究院

红外辐射是一种无需介质、穿透性强、兼容性高、应用广泛的热管理技术.随着该领域的不断发展,人们对先进红外辐射材料的需求不断增加.石墨烯作为一种新型柔性导电材料,具有优异的红外发射性质和辐射可调控的特点;玻璃纤维作为一种良好... 详细信息

红外辐射是一种无需介质、穿透性强、兼容性高、应用广泛的热管理技术.随着该领域的不断发展,人们对先进红外辐射材料的需求不断增加.石墨烯作为一种新型柔性导电材料,具有优异的红外发射性质和辐射可调控的特点;玻璃纤维作为一种良好的灰体辐射材料,发射率可达～0.7.因此,由石墨烯与玻璃纤维复合得到的蒙烯玻璃纤维有望成为一种良好的红外电加热材料.本工作采用化学气相沉积方法,以玻璃纤维为衬底,在其表面生长了一层连续态石墨烯薄膜,制备得到一种新型红外热辐射材料——蒙烯玻璃纤维（graphene-skinned glass fiber fabric,GGFF）.蒙烯玻璃纤维织物具备轻质、柔性的结构特点和可调的红外辐射特性.这种由石墨烯和玻璃纤维结合组成的“双辐射体”具有很高的红外发射率（～0.90）和电热辐射转换效率（～80.2%）.由GGFF制成的电加热元件在4.5 W cm-2的电功率密度下能够以～255.5°C s-1的响应速率迅速升温至～580°C,实现快速的电热响应并达到均匀的加热温度.这种新型电加热材料综合了石墨烯和玻璃纤维良好的红外辐射性质,其红外辐射性能明显优于传统商用电加热片,有望实现电热辐射领域高效节能的目标.

关键词：石墨烯玻璃纤维织物双辐射体新型红外辐射加热体

基于改进型Buck变换器的电池组主动均衡方法研究

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电源学报 2025年

作者：邵明玺张浩陈翔燕绍九王晓娟张薇青海大学机械工程学院北京石墨烯技术研究院有限公司北京航空材料研究院石墨烯能源材料研究中心

均衡技术对于电池管理系统至关重要，广泛采用的被动均衡存在效率低、均衡时间长等缺点，而更高效的主动均衡存在控制复杂和成本高等问题。针对以上现状，提出了一种基于改进型Buck变换器的双层均衡拓扑电路，匹配性设计了其电路参数和... 详细信息

均衡技术对于电池管理系统至关重要，广泛采用的被动均衡存在效率低、均衡时间长等缺点，而更高效的主动均衡存在控制复杂和成本高等问题。针对以上现状，提出了一种基于改进型Buck变换器的双层均衡拓扑电路，匹配性设计了其电路参数和均衡策略，详细分析了其工作原理，并对比分析了其经济成本，验证了该方案的可行性和经济性。MATLAB/Simulink模型仿真分析表明，该方案的均衡时间相比于传统相邻单体均衡系统减少了40.4%。搭建的电池组均衡实验结果表明，该方案具有结构简单、控制简便的优点，可快速实现26650磷酸铁锂电池的均衡，将4串电池组最大压差从141 mV控制到50 mV以内仅需20.4 min。

关键词：锂离子电池组主动均衡改进型Buck电路均衡时间

石墨烯片径对炭黑-石墨烯/天然橡胶纳米复合材料性能的影响

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橡胶科技 2025年第1期23卷 10-16页

作者：杨兰香刘晓晨秦立攀曹建苹北京石墨烯研究院有限公司北京100029

在目前的石墨烯/橡胶复合材料的研究和应用中,关于石墨烯横向尺寸对橡胶增强效果的影响鲜见提及。本工作利用炭黑杂化不同片径的石墨烯实现其均匀分散,并探讨石墨烯片径对炭黑-石墨烯/天然橡胶复合材料力学性能、压缩疲劳生热性能和耐... 详细信息

在目前的石墨烯/橡胶复合材料的研究和应用中,关于石墨烯横向尺寸对橡胶增强效果的影响鲜见提及。本工作利用炭黑杂化不同片径的石墨烯实现其均匀分散,并探讨石墨烯片径对炭黑-石墨烯/天然橡胶复合材料力学性能、压缩疲劳生热性能和耐磨性能的影响。结果表明:当用1份石墨烯替代5份炭黑时,小片径石墨烯更有利于提高复合材料的拉伸强度和耐磨性能,而大片径石墨烯则有利于改善复合材料的抗撕裂性能,降低压缩生热。

关键词：石墨烯片径天然橡胶复合材料力学性能压缩生热耐磨性能

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高倍率磷酸铁锂电池的荷电状态估算

青海大学学报 2025年第01期 103-110页

作者：谭辉扬邵明玺陈翔燕绍九青海大学机械工程学院北京石墨烯技术研究院有限公司北京航空材料研究院石墨烯能源材料研究中心

高倍率磷酸铁锂电池在充放电过程中，大电流引发的内部温度升高及化学反应速率加剧，导致其荷电状态(state of charge, SOC)的精确估算较为困难。本文在高倍率工况下，基于Matlab/Simulink平台构建二阶等效电路模型，并结合扩展卡尔曼滤... 详细信息

高倍率磷酸铁锂电池在充放电过程中，大电流引发的内部温度升高及化学反应速率加剧，导致其荷电状态(state of charge, SOC)的精确估算较为困难。本文在高倍率工况下，基于Matlab/Simulink平台构建二阶等效电路模型，并结合扩展卡尔曼滤波(extended kalman filter, EKF)算法，对磷酸铁锂电池动态SOC进行估算。结果表明：EKF算法能够准确估算高倍率磷酸铁锂电池的动态SOC,将误差控制在5%以内。本文选用的EKF算法在高倍率磷酸铁锂电池动态SOC估算中具有良好的有效性和可靠性，可为SOC估算方法的优化提供理论依据与技术支撑。

关键词：高倍率磷酸铁锂电池荷电状态扩展卡尔曼滤波算法二阶等效电路模型

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石墨烯单晶晶圆的化学气相沉积外延生长

科学通报 2025年

作者：邵家新葛昀宋贾开诚刘忠范北京大学前沿交叉学科研究院北京石墨烯研究院北京大学化学与分子工程学院北京大学纳米化学研究中心北京分子科学国家研究中心

高质量石墨烯单晶晶圆的可控生长一直是石墨烯制备领域的发展前沿,被视为实现石墨烯高性能电子与光电子器件应用的关键支撑材料.化学气相沉积技术由于具有制备石墨烯薄膜质量高、可控性好、可放量等优点,逐渐成为石墨烯单晶晶圆材料的... 详细信息

高质量石墨烯单晶晶圆的可控生长一直是石墨烯制备领域的发展前沿,被视为实现石墨烯高性能电子与光电子器件应用的关键支撑材料.化学气相沉积技术由于具有制备石墨烯薄膜质量高、可控性好、可放量等优点,逐渐成为石墨烯单晶晶圆材料的主流制备方法.为了保证石墨烯晶圆的单晶性,单晶催化剂衬底的设计与石墨烯外延生长过程的调控至关重要.本文系统回顾了近几年来金属、半导体以及绝缘衬底上石墨烯单晶晶圆制备的研究进展,重点探讨在不同类型的单晶衬底表面,石墨烯晶畴取向的控制策略与内在机制,并介绍了石墨烯晶圆材料在规模化制备方面的最新成果,最后对石墨烯单晶晶圆制备领域未来的发展方向进行了总结和展望.

关键词：石墨烯单晶晶圆化学气相沉积外延生长规模化制备

仿生多巴胺原位聚合改性氟化石墨烯对水性环氧树脂涂层耐腐蚀性能的影响

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表面技术 2025年第4期54卷 110-121页

作者：朱建康李茂东王良旺张双红翟伟李爽熊磊王维科广州特种设备检测研究院广州510030 国家石墨烯产品质量检验检测中心(广东) 广州510030 陕西科技大学材料科学与工程学院西安710021

目的改善氟化石墨烯在水性环氧树脂涂层中的分散性,增强涂层的耐腐蚀性能。方法受贻贝黏附蛋白的启发,以多巴胺为修饰单体,通过原位聚合生长在氟化石墨烯(FG)表面形成聚多巴胺(PDA)层,从而对FG进行功能化修饰。随后,将FG@PDA作为填料添... 详细信息

目的改善氟化石墨烯在水性环氧树脂涂层中的分散性,增强涂层的耐腐蚀性能。方法受贻贝黏附蛋白的启发,以多巴胺为修饰单体,通过原位聚合生长在氟化石墨烯(FG)表面形成聚多巴胺(PDA)层,从而对FG进行功能化修饰。随后,将FG@PDA作为填料添加到水性环氧树脂(WEP)涂层中,制备了FG@PDA/WEP复合涂层。利用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、X-射线衍射仪(XRD)、X-射线光电子能谱仪(XPS)、透射电子显微镜(TEM)和高分辨扫描电子显微镜(SEM)对FG@PDA的化学组成和微观结构等进行了表征分析,并通过电化学阻抗谱(EIS)测试等评估了涂层的耐腐蚀性能。结果多巴胺通过自聚合均匀生长在FG片层表面形成聚多巴胺纳米颗粒,明显提高了FG在乙醇溶剂中的分散稳定性。添加0.5%~1%(质量分数)FG@PDA复合材料的FG@PDA/WEP复合涂层在浸泡10 d后,其低频阻抗模量(|Z|f=0.01 Hz)显著高于纯WEP涂层,保持在108Ω·cm^(2)以上。结论聚多巴胺的引入提供了丰富的反应活性位点,增强了FG与树脂基质的界面相互作用,从而显著提高了涂层的防护性能。

关键词：聚多巴胺氟化石墨烯分散水性环氧涂层防腐

超高效液相色谱-三重四极杆串联质谱法同时测定植物油中4种维生素E异构体

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中国油脂 2025年第1期50卷 61-65页

作者：李彩玲张见刘元法王晓超梅东旭白马未来食品研究院南京210000 南京福喆未来食品研究院有限公司南京210000 江南大学食品学院江苏无锡214122

为提高植物油中4种维生素E异构体(α-、β-、γ-、δ-生育酚)的检测效率,建立一种超高效液相色谱-三重四极杆串联质谱法(UPLC-MS/MS)同时测定植物油中4种维生素E异构体含量的方法。分别对质谱条件、色谱条件及样品前处理条件进行了优化... 详细信息

为提高植物油中4种维生素E异构体(α-、β-、γ-、δ-生育酚)的检测效率,建立一种超高效液相色谱-三重四极杆串联质谱法(UPLC-MS/MS)同时测定植物油中4种维生素E异构体含量的方法。分别对质谱条件、色谱条件及样品前处理条件进行了优化,并对检测方法进行了考察。结果表明:0.5 g样品经10 mL甲醇提取,35 mg C_(18)粉末净化后,采用Kintex F5色谱柱(2.1 mm×100 mm, 1.7μm)分离,以0.1%甲酸水溶液和0.1%甲酸-甲醇溶液为流动相梯度洗脱,流速0.4 mL/min,电喷雾离子源在正离子模式下进行多反应监测扫描,采用外标法对4种维生素E异构体进行定量;在该条件下,4种维生素E异构体在1~100 ng/mL质量浓度范围内线性关系良好,相关系数(R~2)均在0.998以上,检出限均为6 ng/g,定量限均为20 ng/g,加标回收率范围为92.0%~108.0%,相对标准偏差为0.7%~7.1%,与国标方法测定结果相对误差在-4.3%~5.1%。该方法准确、灵敏、重现性好,可应用于实际样品的分析。

关键词：维生素E 植物油超高效液相色谱-三重四极杆串联质谱

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病毒感染性检测方法研究进展

病毒学报 2025年第1期 202-210页

作者：叶永丽李梓暄刘丽娟孙秀兰纪剑江南大学食品学院中国检验检疫科学研究院

病毒感染性分析是病毒类生物医药、环境监测、食品安全监管等领域的重要内容，明确病毒感染性对于病毒污染水平与传播能力分析、污染预警、降低危害和损失至关重要。近年来，除传统的空斑形成单位法、终点稀释法和病灶形成单位测定法外... 详细信息

病毒感染性分析是病毒类生物医药、环境监测、食品安全监管等领域的重要内容，明确病毒感染性对于病毒污染水平与传播能力分析、污染预警、降低危害和损失至关重要。近年来，除传统的空斑形成单位法、终点稀释法和病灶形成单位测定法外，结合计算机和生物信息学等学科知识及技术开发了系列高性能的感染性病毒检测新方法，包括激光力细胞学法、细胞生物传感法、间接聚合酶链式反应（Polymerase chain reaction, PCR）法、无细胞荧光原位杂交法以及基于传统方法的改良技术等。这些新方法、新技术在缩短试验周期、提高检测灵敏度、准确度和特异性、可实现自动化等方面具有显著的优势。本文对病毒感染宿主细胞系的选择以及感染性病毒分析方法的原理、应用、性能等方面进行综述，以期为病毒污染防控特别是食源性病毒的监管策略制定提供参考依据。

关键词：病毒感染能力空斑形成单位终点稀释法滴度

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石墨烯材料在天线技术中的应用

科学通报 2020年第35期65卷 4107-4122页

作者：柳絮孙霄李守豪杨飞要李科魏迪北京石墨烯研究院北京100095

电子信息产业是全球产业中重要的组成部分,通讯产业是电子信息产业的基础,而天线技术更是通讯产业的基础.石墨烯被预言是下一代逻辑器件的主要材料,同时由于其优异的透光性和柔韧性,有望实现普通硅基材料所不能实现的透明、弯折功能,从... 详细信息

电子信息产业是全球产业中重要的组成部分,通讯产业是电子信息产业的基础,而天线技术更是通讯产业的基础.石墨烯被预言是下一代逻辑器件的主要材料,同时由于其优异的透光性和柔韧性,有望实现普通硅基材料所不能实现的透明、弯折功能,从而成为智能可穿戴材料的重要组成部分.为满足5G技术的超高频波段响应、不同地区手机电磁波谱吸收频段不同、物联网追踪以及透明防伪等技术需求,本课题组成功制备出世界首款柔性透明石墨烯射频天线,实现了柔性和透明的结合,展现出优异的性能和稳定性.利用石墨烯带隙可调特性和宽光谱吸收的特点,实现不同频段电磁波谱吸收,以满足天线对多频谱的适用性.通过改变石墨烯的层数、构型以及导电性实现天线多个频谱的调节,避免通过不同物理开关调控频段所造成的复杂性,从而将不同天线整合在一个石墨烯天线系统内,大大降低天线占用器件内部的体积并减少功耗.同时,本课题组开发了可打印石墨烯墨水,设计并制备可调谐缝隙天线,通过外加电压的方式,可以达到带宽和谐振频率的调节.本文基于本课题组的研究,对石墨烯材料在柔性透明天线和可调谐天线领域的进展进行了总结.

关键词：高品质石墨烯薄膜可打印石墨烯墨水柔性透明射频天线 5G 可调谐天线

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