納米碳材料
關(guān)注創(chuàng)建者：meishi3289 創(chuàng)建時(shí)間：2018-10-18
納米碳材料的視頻教程
ABAQUS-復(fù)合材料工程應(yīng)用案例一-碳纖維復(fù)合材料泡沫夾層板落錘沖擊損傷失效模擬
本案例詳細(xì)講解了工程上常用的碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料泡沫夾層板落錘沖擊損傷失效模擬，重點(diǎn)講解了模型部件的建模處理方法，碳纖維樹脂基復(fù)合材料表層的材料本構(gòu)參數(shù)設(shè)置、泡沫材料的彈塑性可壓縮本構(gòu)模型、沖擊體和板材的網(wǎng)格劃分技巧以及如何去調(diào)試模型的收斂性，在結(jié)果后處理中講解了模型的載荷、速度和加速度以及能量的轉(zhuǎn)化如何去分析，附件里提供模型源文件。
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碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料螺栓連接結(jié)構(gòu)
碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料螺栓連接結(jié)構(gòu) 碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料螺栓連接結(jié)構(gòu)（帶cohesive界面）
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碳纖維復(fù)合材料薄壁件的注塑成型過程模擬
利用注塑成型軟件Moldflow，模擬出碳纖維復(fù)合材料薄壁件的注塑成型過程，可提取薄壁件內(nèi)部短碳纖維取向分布，成型件翹曲變形量、體積收縮等數(shù)據(jù)，利于進(jìn)行成型質(zhì)量?jī)?yōu)化。
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納米碳材料的實(shí)例教程
近日，國家納米科學(xué)中心的宮建茹課題組在國際知名期刊Advanced Materials上發(fā)表了抗菌碳納米材料的專題綜述“Antibacterial Carbon-Based Nanomaterials”（Adv. Mater. 2018, 1804838），系統(tǒng)地介紹了該研究方向近年來的重要進(jìn)展。
目前，由于細(xì)菌耐藥性的廣泛出現(xiàn)和迅速傳播，現(xiàn)有的可對(duì)抗耐藥性細(xì)菌的抗生素種類極其有限，新型抗生素的開發(fā)進(jìn)度緩慢，細(xì)菌感染再次被列為影響全球人類健康的重要因素之一。與傳統(tǒng)的抗生素不同，納米材料具有較強(qiáng)的跨膜能力、抑制外排泵的功能和不易誘發(fā)細(xì)菌耐藥性的特點(diǎn)，有望成為一種新型抗生素替代品。其中，碳納米材料具有高效的抗菌活性、良好的生物相容性和環(huán)境友好等特征，展現(xiàn)出巨大的抗菌應(yīng)用潛力。據(jù)此，該綜述系統(tǒng)介紹了碳納米材料的重要理化性質(zhì)，主要抗菌機(jī)制，其理化因素與抗菌機(jī)理的密切關(guān)聯(lián)，以及發(fā)展抗菌碳納米材料的挑戰(zhàn)和前景。
碳納米材料的主要理化性質(zhì)及其抗菌機(jī)制
碳納米材料能夠通過多種機(jī)制實(shí)現(xiàn)抗菌或殺菌作用，其中包括：細(xì)菌細(xì)胞壁/細(xì)胞膜的機(jī)械性損傷、細(xì)菌的氧化應(yīng)激（活性氧依賴和活性氧不依賴兩種）、光熱和光催化效應(yīng)（如利用具有良好光催化性能的氮化碳納米材料，Nano Lett. 2018, 18, 5954）、脂質(zhì)抽提、細(xì)菌代謝抑制、包裹隔離及其協(xié)同作用。此外，這些作用機(jī)制和碳納米材料的理化性質(zhì)密切相關(guān)，如碳納米材料的維度決定了與細(xì)菌的作用方式，進(jìn)而可能影響其主要的抗菌作用機(jī)制。文章討論了零維的富勒烯、納米金剛石、碳點(diǎn)和石墨烯量子點(diǎn)，一維的單壁碳管和多壁碳管，二維的碳化氮、石墨烯及其衍生物的抗菌活性和抗菌機(jī)制。除維度外，碳納米材料的尺寸、形狀、片層數(shù)及表面功能化等方面的理化性質(zhì)也與其抗菌活性息息相關(guān)。例如，石墨烯量子點(diǎn)經(jīng)不同手性氨基酸功能化后表現(xiàn)出明顯不同的抗菌活性。
展開 富勒烯（Fullerene）、 碳納米管（CNT，Carbon Nanotube）、石墨烯（Graphene）都是近年來的熱門碳納米材料，目前共有5位科學(xué)家在這個(gè)領(lǐng)域贏得了諾貝爾獎(jiǎng)。為什么碳納米材料廣泛的受到追捧呢？舉例來說，加入碳纖維的鋼材制成的自行車，重量?jī)H僅是普通自行車的幾分之一，因?yàn)?em>碳原子質(zhì)量非常小，同時(shí)碳原子之間，或者碳原子和其他原子之間形成的化學(xué)鍵，又非常強(qiáng)韌。所以混合了碳納米的材料，通常都會(huì)兼具較好的力學(xué)性質(zhì)與較輕的整體重量。
第一性原理廣泛應(yīng)于在物理、化學(xué)以及材料科學(xué)中。材料設(shè)計(jì)，材料預(yù)測(cè)，解釋實(shí)驗(yàn)等都離不開第一性原理計(jì)算，因?yàn)榈谝恍栽韽难Χㄖ@方程開始， 只需要極少的參數(shù)，便可以非常準(zhǔn)確的計(jì)算出材料的大部分材料性能；進(jìn)一步結(jié)合絕熱假設(shè)，也可以用來模擬分子動(dòng)力學(xué)。在碳納米材料的相關(guān)領(lǐng)域，第一性原理計(jì)算更是得到廣泛應(yīng)用，因?yàn)?em>碳原子的電子關(guān)聯(lián)非常弱，第一原理計(jì)算往往能夠做出非常準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)。
本文將會(huì)介紹一些新型的碳納米材料，它們?cè)?em>碳原子的結(jié)合方式和排列方式上和大家熟知的富勒烯， 碳納米管以及石墨烯略有不同。而這些細(xì)微的差異反映到最終的材料屬性上卻可以有很大的不同。碳原子排列的一個(gè)小差異，可以轉(zhuǎn)化成材料性質(zhì)的大不同，這也是碳納米材料吸引著很多材料科學(xué)家、物理學(xué)家和化學(xué)家的地方。
一、雜化與維度
碳原子形成碳納米材料有兩種主要的雜化方式：sp2或者sp3。在sp2雜化模式下，每個(gè)碳原子會(huì)形成三個(gè)平面內(nèi)均勻分布成120度角的三個(gè)分子軌道，以及一個(gè)平面外的p軌道，通稱為pz軌道；最典型的的碳納米材料便是著名的石墨烯。
展開 日前，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授俞書宏和梁海偉團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)出一種過渡金屬鹽催化有機(jī)小分子碳化的合成新途徑，實(shí)現(xiàn)了在分子層面可控的宏量合成多孔摻雜碳納米材料。研究成果發(fā)表在7月27日出版的《科學(xué)進(jìn)展》上。
有機(jī)小分子因其存在廣泛、種類多樣、元素豐富，是一種理想的制備碳納米材料的前驅(qū)體。但在高溫下，有機(jī)小分子的高揮發(fā)性使得其作為原料制備碳納米材料必須使用復(fù)雜方法和設(shè)備，如化學(xué)氣相沉積和高壓密閉合成。
針對(duì)上述挑戰(zhàn)，研究人員提出一種過渡金屬輔助有機(jī)分子碳化的方法，通過使用過渡金屬鹽輔助熱解有機(jī)小分子來制備碳納米材料。在高溫?zé)峤膺^程中，過渡金屬鹽不僅能提高小分子的熱穩(wěn)定，還能催化其聚合優(yōu)先形成相應(yīng)的聚合物中間體，避免有機(jī)小分子在高溫?zé)峤庵袚]發(fā)，最終形成碳納米材料。
他們發(fā)現(xiàn)，至少15種有機(jī)小分子和9種過渡金屬鹽可以作為碳前驅(qū)物和催化劑來制備相應(yīng)的碳基納米材料，同時(shí)多種硬模板可以用在該方法中來提高所得材料的比表面積和多孔性。研究表明，該方法是一種普適、簡(jiǎn)單、高效的碳納米材料合成方法。
該法制備的多孔碳納米材料在選擇性乙苯氧化、硝基苯氫化、析氫反應(yīng)、氧還原反應(yīng)中，均表現(xiàn)出優(yōu)異的催化性能。
相關(guān)論文信息：Science Advances 2018, 4, eaat0788
來源：中國科學(xué)報(bào)
展開 日前，中科院金屬所催化材料研究部劉洪陽副研究員和博士研究生黃飛等人組成的納米碳材料負(fù)載金屬催化劑研究小組與北京大學(xué)馬丁教授合作，通過調(diào)控金屬鈀（Pd）原子與碳載體之間的相互作用，在納米金剛石/石墨烯碳載體上制備出原子級(jí)分散的單位點(diǎn)Pd催化劑，進(jìn)一步的研發(fā)發(fā)現(xiàn)該催化劑在催化乙炔高效選擇性加氫應(yīng)用中作用顯著。《美國化學(xué)會(huì)志》(Journal of the American Chemical Society, IF=14.7) 在線發(fā)表了該項(xiàng)研究成果（DOI：10.1021/jacs.8b07476），該工作并選為封面文章。
論文鏈接：
https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.8b07476
乙炔選擇性氫化是工業(yè)生產(chǎn)高分子聚合物過程中的重要反應(yīng)之一。如何選擇性將乙炔加氫到乙烯，而避免乙烯進(jìn)一步氫化到乙烷，是這一反應(yīng)需要解決的主要問題。負(fù)載型Pd催化劑具有很高的乙炔加氫反應(yīng)活性，但乙烯選擇性很低。目前工業(yè)上廣泛使用的加氫催化劑是經(jīng)過適當(dāng)修飾的Pd基催化劑，但仍然存在Pd的原子利用率較低等問題。因此，設(shè)計(jì)開發(fā)兼具高活性，高穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)實(shí)用的加氫催化劑具有重要意義。
劉洪陽副研究員帶領(lǐng)的研究小組致力于新型納米碳材料負(fù)載金屬催化劑的研究。經(jīng)過多年的學(xué)術(shù)積累，首次利用納米金剛石/石墨烯復(fù)合核殼材料（ND@G）為載體，制備出一種原子級(jí)分散高選擇性乙炔加氫Pd基催化劑（圖1）。
展開 3.2微米長碳納米管在0% （e），50%（f），100%（g）以及回到0%（h）應(yīng)力后的SEM圖像
圖5 長短兩種碳管可用于不同應(yīng)用
(a)柔性可穿戴設(shè)備示意圖
(b)隨著手指彎曲-伸展運(yùn)動(dòng)，長碳納米管和短碳納米管薄膜的電流變化
長碳納米管薄膜導(dǎo)電性不受手指運(yùn)動(dòng)的影響，因此可以提供穩(wěn)定電流輸出(c,e)；短碳納米管薄膜則表現(xiàn)出明顯電流表化，因此可以應(yīng)用于應(yīng)力傳感器(d,f)。
【小結(jié)】
此研究制備的超長金屬性碳納米管水溶液，可應(yīng)用于柔性透明電子材料中。由于碳納米管長度的增加，其所制備薄膜的宏觀導(dǎo)電性以及可拉伸穩(wěn)定性均有顯著提高，從而可以提升柔性電子材料性能與壽命。本工作不僅為展示了一種溶解超長碳納米管的方法，改變了依賴于超聲溶解納米碳材料的歷史，同時(shí)為今后的柔性電子設(shè)備的材料選擇提供了清晰的思路。
論文連接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/smll.201802625。
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納米碳材料的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
納米碳材料的最新內(nèi)容
散熱材料、增強(qiáng)散熱器、環(huán)境空氣交換設(shè)備;液冷核心技術(shù)與設(shè)備:包括冷板式液冷(含全液冷冷板服務(wù)器)浸沒式液冷(單相/兩相)、噴淋式液冷;冷模塊解耦設(shè)計(jì)智能溫控系統(tǒng)、流體分配技術(shù);關(guān)鍵零部件如冷卻液(氟化液、礦 物油等)、冷板、泵、閥門、快接頭、換熱器;漏液檢測(cè)設(shè)備、智能傳感器、相變材料(PCM);
材料創(chuàng)新: 高導(dǎo)熱金屬材料(鋁合金、銅合金)絕緣材料、密 封材料;石墨烯導(dǎo)熱膜、陶瓷基板、碳納米管復(fù)合材料
2026第17屆上海國際熱管理材料博覽會(huì)4個(gè)月前
█展品范圍：
1、導(dǎo)熱散熱石墨：石墨烯、導(dǎo)熱石墨材料、石墨散熱膜、石墨化薄膜、導(dǎo)熱石墨、石墨散熱片、石墨膜、石墨絕緣膜、石墨膜卷材及相關(guān)設(shè)備等;
2、導(dǎo)熱散熱材料：離型膜、氧化鋁、球形氧化鋁、氫氧化鋁、球鋁、角鋁、氫鋁、微硅粉、氧化鋯、導(dǎo)熱粉體、石墨烯粉體、導(dǎo)熱膜、石墨烯薄膜、納米材料、納米碳材料、液態(tài)金屬導(dǎo)熱片、硅膠片、塑料、絕緣材料、界面材料、雙面膠、基板、導(dǎo)熱矽膠布、膠帶、碳納米管、金剛石
高性能復(fù)合材料（尤其是航空、航天、汽車和風(fēng)電結(jié)構(gòu)中的碳纖維復(fù)合材料（CFRP, Carbon Fiber Reinforced Polymer））的核心研究方向。下面我給出一個(gè)科研和工程設(shè)計(jì)層面系統(tǒng)化的總結(jié)，包括研究方向 、算法、軟件、硬件配置推薦。
一、主要研究方向
碳纖維復(fù)合材料的研究主要分為材料設(shè)計(jì)、力學(xué)性能分析、制造工藝與結(jié)構(gòu)仿真、失效與壽命預(yù)測(cè)四大類：
abaqus碳纖維復(fù)合材料熱固化模擬，球形件模型，chile模型，內(nèi)附inp，CAE，ODB模型
碳纖維復(fù)合材料平板固化翹曲變形，內(nèi)附inp文件，ODB文件及操作視頻
納米級(jí)材料尺寸如何測(cè)量？
在納米科技的浪潮中，材料尺寸的精確測(cè)量成為了科研和工業(yè)應(yīng)用的關(guān)鍵。納米級(jí)材料因其物理化學(xué)特性，在電子、醫(yī)藥、能源等多個(gè)領(lǐng)域展現(xiàn)出廣泛的應(yīng)用前景。然而，如何準(zhǔn)確測(cè)量這些材料的尺寸，尤其是當(dāng)尺寸達(dá)到納米級(jí)別時(shí)，對(duì)技術(shù)提出了高要求。中圖儀器作為一家專注于3D測(cè)量技術(shù)的高新技術(shù)企業(yè)，在這方面取得了顯著的成就。
創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)，技術(shù)領(lǐng)先
中圖儀器專注于精密儀器研發(fā)
在納米顯微測(cè)量領(lǐng)域，中圖儀器基于納米傳動(dòng)與掃描技術(shù)、白光干涉與高精度3D重建技術(shù)、共聚焦測(cè)量等技術(shù)積累，推出了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的白光干涉儀（Z向分辨率可高達(dá)0.1納米）和共聚焦顯微鏡，廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體、3C電子、高校科研等行業(yè)領(lǐng)域。
從納米到宏觀，產(chǎn)品解決方案全面覆蓋，滿足多樣化需求：
1、光學(xué)3D表面輪廓儀
SuperView W系列光學(xué)3D表面輪廓儀利用白光干涉技術(shù)
濕熱環(huán)境下碳纖維復(fù)合材料宏-細(xì)觀損傷演化Vumat子程序。 感興趣的話和我私聊吧！
參展范圍：
納米新材料：納米碳納米材料（石墨烯、富勒烯、碳納米管），納米金屬及其氧化物材料（納米金、納米銀、納米氧化鋁、納米氧化鐵等），納米粉體材料，納米微球，納米涂層，納米陶瓷，納米復(fù)合材料，納米生物材料，納米光學(xué)材料，氮化鎵襯底材料等。
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引言
隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和輕量化的發(fā)展趨勢(shì)，復(fù)合材料逐漸出現(xiàn)在了各行各業(yè)之中，首當(dāng)其沖的就是汽車行業(yè)。由于復(fù)合材料強(qiáng)度高、剛度大、質(zhì)量輕、具有良好的可設(shè)計(jì)性，與傳統(tǒng)金屬相比，可以在同等性能條件下大幅減重，為安裝、運(yùn)輸都提供了巨大的方便；且復(fù)合材料具有更好的耐腐蝕、疲勞性能，具有良好的發(fā)展前景。復(fù)合材料具有各向異性的特性，即使是同一種材料，不同的鋪層設(shè)計(jì)也會(huì)導(dǎo)致其性能上的差異，所以研究復(fù)合材料的性能具有十分重要的意義
