关于graphene foam相关文献阅读的读书笔记.docx

关于graphene foam相关文献阅读的读书笔记我在10-12月份阅读了几篇关于graphene foam方面的文献，几篇文章的大概以及自己的想法，重点总结比较重要的两篇几点如下：1、 Graphene foam（GF）这个概念最早是在2011年4月份Nature一篇名为“Three-dimensional flexible and conductive interconnected graphene networks grown by chemical vapour deposition”1中提出来的，中科院金属研究所沈阳材料科学国家（联合）实验室Chen Zongping和Ren Wencai等人用具有类似泡沫特殊多孔三维结构的金属镍作为基片， 用化学气相沉淀的方法（chemical vapour deposition，CFD），用二维的graphene(也即是单层的graphite)在上述基片上合成了具有三维连通结构的两层graphene聚合物,之后再采取一定手段将作为模版的金属镍基片移去，即获得Graphene foam（GF），见Figure 1。Figure 1 GF的合成过程Figure 2 GF的宏观外观Figure 3 GF在电镜扫描显微镜下的微观结构形态Figure 4 Raman shift如Figure 4可以看到，用拉曼光谱分析可以看到，在拉曼光谱上，第二个峰的能量和第一个峰的能量比是某一个范围所以可以判断它是双层的石墨烯所组成的foam，说明该材料确实是两层graphene合成的。2、在2013年9月发表的nanotechnology上一篇“Significantly reduced thermal diffusivity of free-standing two-layer graphene in graphene foam”2中，爱荷华州立大学机械工程学院和中国海洋大学工程学院的Lin Huan，Xu Shen，Wang Xinwei等人，采用了瞬态电加热的方法（transient electro-thermal technique，TET）测出了两层graphene合成的graphene foam的实际热扩散系数大概在1.16-2.2210-4m2s-1左右，而相关的导热系数大概在182-349Wm-1K-1,大约跟所知道的单层graphene的导热系数差了一个数量级。Figure 5 实验示意图 文章中Lin Huan，Xu Shen，Wang Xinwei等人采用以上Figure 6所示的实验装置，将待测GF的样品横跨放在金属电极的两端，并将该装置置于真空环境（真空度大概在0.1-0.3Pa）中，来减少样品与周围空气的对流换热热量，同时考虑到辐射换热的影响，他们通过多次测量不同长度的GF样品的热扩散系数，从而消除辐射换热的影响，如Figure 7所示：Figure 7 不同长度的GF样本的线性拟合结果其中消除辐射换热引起的误差项的具体方法为：辐射换热热量Qrad有因为=T-T0T0，我们可以得到：又根据传热控制方程我们有：最后我们可以得到：然而又有通过实验数据经过T*和L2可以拟合出，再通过和L2拟合可以得出我们所需要的实际，这样经过两次拟合就可以得出没有辐射影响的GF的真实热扩散系数。文章最后分析了GF导热系数跟单层graphene导热系数的差别原因，主要是因为切割GF时候造成了GF结构边缘的粗糙，同时由于GF结构的多孔和空隙以及不连续边界等区域，使得该区域存在强烈的声子散射现象，造成了微观上传热能力的下降，即表现为宏观上导热系数比单层graphene导热系数的差异。这里我有几点不太明白的地方：(1)粗糙、不连续边界、空隙缺陷等导致的声子散射现象为什么造成的是GF比单层graphene导热系数差一个数量级而不是更多？有没有深层次微观结构影响的原因？有没有能用数学方程表达