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《石墨烯板对硅酸钙涂层的微观结构、力学性能以及生物相容性的影响》

  • 来源专题：纳米科技
  • 编译者： chenfang
  • 发布时间：2015-06-16

  • 中国科学院陶瓷研究所研究人员研究表明陶瓷是一个很好的生物医学植入物候选涂料，能够改善生物相容性和加速早期骨整合。然而陶瓷材料断裂韧性和耐磨性差限制了植入的长期性能。石墨烯板则可以提高陶瓷材料的力学性能和生物相容性。

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相关报告

  • 《研究揭示了石墨烯界面在微观层面的特性》
    • 来源专题：纳米科技
    • 编译者：郭文姣
    • 发布时间：2021-04-25
    • AZO于2021年4月22日发布关于石墨烯的内容，文章指出石墨烯是一种二维材料，其中的碳原子组织成六边形结构。这种材料具有特殊的化学和物理性能，如导热性和导电性、机械灵活性、化学稳定性、选择性透水性、亚纳米厚度和光学透明度。 由于这些特性，石墨烯在催化剂、电能存储、海水淡化和透明电极中的许多不同应用得到了广泛的分析。 石墨烯是一种极薄的材料，因此，为了使其在实际应用中可行，它需要沉积在作为衬底的其他材料上。 其中一个具有重要科学意义的课题是衬底上的水和石墨烯之间的嵌层是如何发生的。润湿性是指界面水与固体表面保持接触的可能性，它依赖于材料的疏水性。石墨烯的润湿性不同于大多数材料，其润湿性随基底类型的不同而不同。 更具体地说，基底的润湿性不受其表面存在一层石墨烯的强烈影响。石墨烯这种不寻常的润湿性可以用“润湿透明”一词来解释，因为石墨烯-水界面的润湿特性通过薄石墨烯对衬底和水之间的相互作用没有太大的影响。 通过不同的水接触角(WCA)测量，分析了石墨烯在不同基体上的润湿性。WCA是一种常用的量化材料疏水性的方法，因为当材料变得更疏水时，材料与水滴之间的接触角也会增加。 这些分析暗示，尽管石墨烯单层的润湿性相当透明，但随着层数的增加，石墨烯变得越来越疏水。 但WCA测量只能提供石墨烯-水界面宏观特征的数据，不能提供石墨烯-水界面存在的界面水的完整图像。 虽然其他方法，如基于反射的红外光谱或拉曼光谱，已经常用于定量微观性质，但它们不适合选择性地显示界面水分子。 这是因为界面水分子的振动光谱信号完全被本体水发出的大信号所掩盖。因此，分子水平的研究在石墨烯这一领域的研究中很大程度上缺乏也就不足为奇了。 最近，韩国首尔基础科学研究所(IBS)分子光谱与动力学中心(CMSD)和高丽大学的一个研究团队展示了石墨烯润湿性的起源。 使用一种被称为“振动和频率产生光谱(VSFG)”的方法，研究人员有效地可视化了石墨烯-水界面上水分子的氢键结构。作为二阶非线性光谱学，VSFG可以选择性地检测中心对称性受损的分子。 由于在整体液体中，水分子的方向呈各向同性分布，因此可见性石墨烯界面上的水分子是不可见的，因此可见性石墨烯界面水分子的结构和行为是分析的完美技术。 研究人员还注意到包裹氟化钙(CaF2)衬底的多层石墨烯上的水分子的VSFG光谱。该团队能够监测到水分子氢键结构的差异。 当存在四个或更多石墨烯层时，VFSG光谱中出现一个约3600 cm−1的典型峰值。这种峰与水分子有关，水分子中悬浮的-OH基团不会与相邻的水分子形成氢键，这是疏水界面上常见的典型特征。 这是首次观察到水分子在水-石墨烯界面上的氢键结构。 该团队还比较了从量化光谱估算的VSFG润湿性值与与量化wca相关的计算附着力能。 研究人员发现，这两种特征彼此高度相关。这表明VSFG可以在分子水平上分析二维材料的润湿性。 这也证明了VSFG技术可以作为一种量化水在隐藏表面上的附着能的替代方法，而在隐藏表面上量化水接触角是困难的，甚至是不可能的。 “这项研究是第一个案例描述石墨烯表面疏水性的增加在分子水平上取决于石墨烯层的数量,”和“振动和频代光谱学可以用来作为一个通用的工具,了解任何功能的二维材料的属性,“第一和指出该研究的第二作者KIM Donghwan和KIM Eunchan KIM。
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  • 《后均质热处理工艺对激光助剂的微观结构演化性能和拉伸力学性能的影响。》
    • 来源专题：纳米科技
    • 编译者：郭文姣
    • 发布时间：2018-03-20
    • 采用激光添加剂制造工艺(LAM)制备超高强度AerMet100钢板，随后进行热处理。采用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、x射线衍射仪和通用机械试验机对钢的微观结构和拉伸力学性能进行了研究。结果表明，林下热处理能显著改变合金碳化物的特性，减少奥氏体的含量，并能迅速地形成林-梅100钢的细等轴-奥氏体晶粒。与优良的短棒状的Nb-rich MC carbides和as-沉积试样的M3C碳化物相比，在回火试样中合金碳化物具有较大的变化，其中包括优良的球状Nb-rich MC碳化物，优良的rod-like M2C碳化物，大粒径的球形M6C carbides和Cr-rich M23C6 carbides。而与martix马氏体相结合的精细的rod-like M2C碳化物是分散分布和相干性，从而形成强的相干应变强化。在适当的后均质热处理工艺后，LAM AerMet100钢的拉伸力学性能得到了全面的改善，这与锻钢的力学性能相当。与沉积试样的低延性相比，回火试样的高延性主要与M2C碳化物的弥散析出所达到的极强的应变增强能力有关。随着均质化的增加，回火试样的延性进一步提高，主要归结为大尺寸合金碳化物的数量和尺寸的降低(特别是钼-rich M6C碳化物)。
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