基于学科交叉背景的碳纳米管薄膜湿敏检测仪制作与实验

以学科交叉为手段,采用静电自组装方法在叉指电极上制备碳纳米管薄膜器件,结合单片机系统制作碳纳米管薄膜湿敏检测仪。实验表明该检测仪具有优异的湿度检测性能,展示了纳米科技在工程实践中的新应用。应用案例以"新材料-新工艺-新器件-新应用"为特色,体现了微电子、纳米技术、工程材料、信息检测等学科交叉,有利于提升学生工程实践能力、研究思维能力和创新意识。     

基于LabVIEW的石墨烯复合薄膜湿度检测装置开发

采用静电层层自组装方法在叉指电极上制备石墨烯/氧化铜复合薄膜器件,结合LabVIEW与单片机系统制作了一种新型湿度检测平台并进行相关测试。测试结果表明,所制备的石墨烯/氧化铜薄膜器件及其测试平台对湿度响应特性良好,体现了纳米技术在工程实际的新应用。该检测平台制作成本低、易操作,为传感器检测技术在实际应用方面提供了新的借鉴,同时促进了学生对湿度检测实验的深度理解,有效提升了学生学习的积极性和教学效果。     

石墨烯湿敏传感器件的呼吸检测实验装置

设计了基于纳米修饰石墨烯的湿敏传感器呼吸检测装置,并对其电容湿度传感器的湿敏特性及呼吸特性进行测试分析。采用自组装方法制备氧化锌修饰氧化石墨烯薄膜湿度传感器,采用电子扫描电镜对其形貌进行表征,基于555多谐振荡器和STM32单片机构筑了一种柔性薄膜型呼吸检测装置,并对其性能进行了测试。实验结果表明,该呼吸检测装置具有高灵敏度及优良的响应与恢复特性,并且经蓝牙同手机通信可实时显示呼吸频率,展示了较好的呼吸检测效果。     

激光还原石墨烯材料制备及应用综合型实验设计

介绍一种采用激光还原方法来制备石墨烯材料的综合型实验设计。该实验包含氧化石墨烯的制备、激光光源的选择、氧化石墨烯的还原等内容,采用扫描电子显微镜、拉曼光谱仪和X射线衍射仪等仪器对其形貌结构和化学结构进行了表征。利用该材料构建电化学传感器并应用于酚类化合物的检测。该合成方法简单,涉及多种分析仪器的操作,制备出的材料应用性强,可有效进行酚类化合物的检测,是一个综合性很强的实验。该实验可作为创新性实验项目,使学生熟悉石墨烯材料的制备及其应用,激发学生的科研兴趣,提高学生的科研素质及创新实践能力。     

说明文阅读训练

正石墨烯的"华丽转身"华凌制备优质的石墨烯材料如同编织布匹,科研人员要在这种由六角形蜂窝状排列的碳原子组成的单原子薄膜上"精工细作",同时还要保证高质量实属不易。石墨烯的优异性能源于其完美的结构,一旦结构遭到破坏,哪怕是非常小的破坏,也会导致其各     

石墨烯薄膜的微观结构和光电性能

研究了化学气相沉积方法在Cu基底和Ni基底上生长的不同层厚的石墨烯薄膜的微观结构、拉曼光谱、透光率和导电性能。研究结果表明Cu基底上生长的单层石墨烯薄膜质量较好,具有良好的光学性能;Ni基底生长的多层石墨烯薄膜为单晶薄膜,呈现优异的电性能。不同生长机理使得两种基底在制备不同层厚的石墨烯薄膜时各有优势。薄膜的晶界和缺陷是影响石墨烯薄膜质量和性能的主要原因。     

新时代背景下化工实验实践教学体系的构建

在"新工科"建设、"工程教育专业认证""等时代背景下,本文探讨了通过研制新型化工实验实践装置助力于"线上线下"、"虚实结合、互为促进"的化工实验实践教学体系的构建;从而培养具有较强化工行业背景知识、工程实践能力、满足行业发展需求的"新工科"人才。     

石墨烯/聚苯胺合成及应用综合型实验设计北大核心

把科研成果与基础化学实验教学相结合,设计了石墨烯/聚苯胺合成及应用的综合型实验。采用鳞片石墨制备氧化石墨烯,通过水合肼还原得到石墨烯,并用原位聚合法制备出不同质量分数的石墨烯/聚苯胺杂化材料。采用透射电镜、拉曼光谱、红外光谱、X衍射对所制备的杂化材料进行表征。通过测试裸露碳钢片、聚苯胺以及不同质量分数杂化材料的塔菲尔腐蚀极化曲线来衡量不同材料在涂料中的防腐性能差异。该综合性实验有利于培养综合性、创新性人才。     

利用塑料滴管实现乙炔制备与性质实验的简易化设计

针对乙炔制备与性质的教材实验及其改进实验中存在的装置庞大、构造复杂、组装繁琐、缺乏趣味性等问题,利用塑料滴管、输液管、药片板、药液杯等生活中常见的材料进行了微型化与简易化的创新设计。并提出教材实验简易化改进的新策略：精简装置,精减试剂;取材生活,易化操作。该套装置也为其他“固-液不加热”型气体制备与性质实验的改进提供了一个新的思路。     

发挥专业实验室的支撑作用 培养材料本科创新人才

在介绍重庆大学工程材料实验教学示范中心"磁控溅射制备功能薄膜材料"创新实验系列项目的开发与实施的基础上,总结了专业实验室在培养本科创新人才过程中的支撑作用,指出专业实验室承担SRTP(student research training program)项目时,需要有一支具有一定学术水平的实验教学队伍、有一套规范的项目指导程序,同时还要结合科学研究不断开发新的实验项目,这是保证SRTP项目实施成效的重要因素。