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用于柔性及印刷电子的氟化石墨烯悬浮液：薄片、二维薄膜与异质结构
摘要： 氟化石墨烯（FG）作为石墨烯最稳定的衍生物，被推荐用作功能材料（弱氟化程度）以及石墨烯和其他二维材料的介电层，尤其适用于柔性及印刷电子器件。本研究的主要发现包括：(1) 首次测量了不同氟化程度的FG在弯曲条件下的优异机械性能；(2) 厚度达25纳米的FG薄膜在宽波长范围内具有97-99%的透光率；(3) 印刷交叉结构中表现出超低漏电流和高击穿场强；(4) 少层氟化石墨烯薄片从中心到边缘的面间距平滑增加1-2%；(5) 在银层上印刷的FG薄膜拉曼散射显著放大时，拉曼光谱中仅观察到与C-C键相关的G峰，未出现缺陷相关的D峰。研究表明氟化石墨烯薄膜在2.5-4%拉伸应变范围内特性保持不变。总体而言，氟化石墨烯薄膜在柔性及印刷电子领域具有广阔应用前景。
关键词： 异质结构、二维打印技术、氟化石墨烯、高分辨电子显微镜、氟化石墨烯柔性
更新于2025-09-23 15:22:29
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含1-3纳米电活性石墨烯量子点的氟化石墨烯纳米颗粒
摘要： 报道了一种制备新型局部纳米结构石墨烯基材料的新视角方法。我们研究了通过高能氙离子纳米化处理部分氟化石墨烯（FG）悬浮液所得薄膜的电学与结构特性。研究表明，离子径迹中的局部冲击加热是引发材料变化的主要驱动力。离子辐照导致局部热膨胀的FG形成，并进一步碎裂为嵌入小尺寸（约1.5-3纳米）石墨烯量子点（带隙估算为1-1.5电子伏特）的纳米级颗粒。该方法进一步应用于校正印刷型FG基交叉杆忆阻器的功能特性。具有微小量子点的介电FG薄膜因其稳定性和优异性能，在石墨烯基电子器件领域展现出应用前景。
关键词： 忆阻器、分子动力学模拟、纳米结构化、快速离子辐照、氟化石墨烯、石墨烯量子点
更新于2025-09-23 15:21:01
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基于氟化石墨烯的肉眼可见氨气传感器
摘要： 石墨烯因其独特性质在气体传感应用中持续引发广泛关注。然而，基于石墨烯的传感器仍存在器件制备不便、需持续供电、依赖特定测量设备等局限。本研究首次发现氟化石墨烯（FG）在接触氨气（NH3）时会产生肉眼可见的显著颜色变化（由白色转为深黄色）。光致发光测试表明其颜色响应灵敏度高达约4.05% ppm-1。密度泛函理论计算揭示，FG表面的氟原子增强了氨分子的吸附能力与电荷转移效应，从而实现高效显色。该研究开发出无需器件制备、供电系统及测量设备的裸眼检测传感器，有望用于制造廉价、灵敏且微型化的氨气传感器。
关键词： 氟化石墨烯、电荷转移、氨气传感器、肉眼可见的颜色变化、吸附能力
更新于2025-09-23 15:21:01
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石墨烯材料在脱氟辅助下的氮掺杂化学行为
摘要： 杂原子掺杂反应对于实现能源和生物领域先进石墨烯基材料至关重要。遗憾的是，迄今为止关于详细反应路径的认知仍十分有限。本研究基于改进的原位傅里叶变换红外光谱技术，重点探究了氟化石墨烯（FG）在脱氟辅助下的氮（N）掺杂过程。结果表明，与其他石墨烯衍生物相比，FG与氨气具有更高且更有效的反应活性，这使得脱氟辅助下的N掺杂即使在较低温度下也能高效进行（300°C时N掺杂量达16.8 at%，400°C时达19.9 at%）。结合密度泛函理论证实：在N掺杂初始反应阶段，氨分子通过形成新C-NH2键进攻并取代FG中的C-F键；随后氨基环化为乙烯亚胺三元环结构。更重要的是，C-F键的解离与迁移促进了C-C键断裂及C-N键重组，从而显著推动乙烯亚胺环中的N原子转化为石墨烯骨架中的吡啶型N或石墨型N。
关键词： 氟化石墨烯，反应路径，脱氟，氮掺杂，二维化学
更新于2025-09-04 15:30:14