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石墨烯纤维焦耳加热过程中的电流对准元件单元( Electric Current Aligning Component Units during Graphene Fiber Joule Heating )
Yi Cheng Guang Cui Changhao Liu Zhetong Liu Longge Yan Bingyao Liu Hao Yuan Pengcheng Shi Jun Jiang Kewen Huang Kun Wang Shuting Cheng Junliang Li Peng Gao Xinfang Zhang Yue Qi Zhongfan Liu component units conformation order electric current aligning graphene fibers joule heating
焦耳加热具有每秒数百开尔文的极高升温速率，在石墨烯制备中显示出高效节能的优势。在此，我们设计了一种动态焦耳加热系统，用于连续合成石墨烯纤维，具有超短高温(≈2000°C)、处理时间≈20min、低能耗(≈2000kJ·m1)的特点。在焦耳加热制备过程中，流经纤维的电流可以操纵纤维的基本组成单元石墨烯片的结构，并诱导其取向。理论模拟表明，在电流感应电场作用下，石墨烯薄膜的旋转稳定性最高，电自由能最低，旋转力矩为零。因此，与不施加电流的热退火石墨烯纤维相比，制备的石墨烯纤维的电学和力学性能可以进一步提高。设计了动态焦耳加热系统，实现了石墨烯纤维的超快连续制备，高温处理时间约为20 min。创新性地利用电流引起的电场来调节石墨烯片的构象顺序，从而改善石墨烯纤维的电学和力学性能。
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