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用于ATP超灵敏无标记检测的石墨烯泡沫场效应晶体管
摘要： 作为细胞的主要能量分子，三磷酸腺苷（ATP）调控多种生物过程，并被发现与许多疾病密切相关。因此，痕量ATP检测对于理解各类生物过程、研究细胞增殖与凋亡等事件，以及评估食品和医疗器械的污染程度具有重要价值。迄今为止，在生物体系中实现皮摩尔级ATP的痕量传感仍是重大挑战。凭借独特的电学与结构特性，石墨烯在生物传感应用中备受关注。本研究展示了一种灵敏且高选择性的石墨烯泡沫场效应晶体管（GF-FET）ATP生物传感器，其最低检测限低至0.5 pM，比现有报道结果低1-2个数量级。该GF-FET生物传感器在0.5 pM至50 μM的宽浓度范围内呈现良好的线性电流响应，且传感器表面可多次再生，连续使用数周功能无明显衰减?；诟么衅教?，我们实现了人血清及细胞裂解液中ATP浓度的无标记检测。这项工作为研究ATP释放与能量调控的生物过程提供了新平台，展现出生物传感应用的良好前景。
关键词： 场效应晶体管，三磷酸腺苷，石墨烯泡沫
更新于2025-09-23 15:23:52
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三维石墨烯互联结构、制备方法及应用：综述
摘要： 目前，大量研发工作正聚焦于改进三维石墨烯和氧化石墨烯网络，旨在将其制成泡沫、海绵及气凝胶，应用于诸多领域。对三维石墨烯的关注，根源在于其三维多孔结构赋予了卓越的内在与外在特性——高比表面积、优异机械强度以及快速的物质与电子传输能力。因此，本文重点阐述了当前三维石墨烯的制备方法、材料特性及应用（尤其着重高效石墨烯海绵与石墨烯泡沫），继而深入解析了用于油水分离的功能化石墨烯气凝胶制备原理，进一步对比论证了三维石墨烯宏观多孔结构作为吸附剂相较于其他吸附材料的优越性。研究最终指出：尽管目前已取得大量研发成果，但仍有改进空间；事实上，这些改进将广泛应用于高灵敏度气体探测器、超级电容器、锂离子电池、油水分离器等诸多领域。
关键词： GS（石墨烯海绵），GO（氧化石墨烯），GF（石墨烯泡沫）
更新于2025-09-23 15:22:29
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石墨烯泡沫：用于单轴超压缩与恢复行为的孔-片网络结构
摘要： 我们采用粗?；肿佣ρＤ夥椒?，系统研究了多孔石墨烯泡沫的单轴超压缩与回复行为，其中提出了一种包含孔洞石墨烯薄片的中观三维网络模型。该网络模型不仅考虑了物理交联和层间范德华相互作用，还在薄片中引入孔洞以逼近原始石墨烯的缺陷特性及真实泡沫材料的分级多孔构型。我们首先重现了典型的两阶段超压缩应力-应变关系、相应的时变回复过程以及U型名义泊松比。随后进行了不同应变下的回复卸载和多循环压缩-解压实验，发现多循环中的初始弹性模量保持一致，并揭示出多级残余应变。值得注意的是，该残余应变并非完全塑性变形，部分可在后续加载-卸载-保持过程中恢复。其粘弹性和残余变形的回复中观机制可归因于孔洞薄片间的范德华排斥力与机械互锁作用；有趣的是，在维里应力分布中还观测到局部拉应力。特别地，在超压缩过程中捕捉到平均珠键长度-时间曲线的异常拐点，该拐点出现后不同孔洞/薄片尺寸比下的长度均发生异常增长，这与中观结构演化规律相符。该发现可为石墨烯泡沫相关材料的超压缩提供中观判据。
关键词： 超压缩、应变历史、回复行为、介观尺度、范德华相互作用、粘弹塑性、石墨烯泡沫、粗?；肿佣ρ?
更新于2025-09-23 15:21:01