1. 本选题研究的目的及意义
近年来，石墨烯/聚合物基纳米复合材料由于其独特的光学、热学和机械性能，在太阳能利用、光热治疗、传感器等领域展现出巨大的应用潜力。
石墨烯作为一种二维材料，具有优异的光吸收特性，可以高效地将光能转换为热能。
然而，石墨烯与聚合物基体之间的界面热阻，作为阻碍热量传递的关键因素，极大地限制了复合材料光热转换效率的提升以及实际应用。
2. 本选题国内外研究状况综述
界面热阻是纳米复合材料领域研究的热点和难点，近年来国内外学者在石墨烯基纳米复合材料的界面热阻及其对光热效应影响方面开展了大量研究并取得了一系列重要成果。
国内方面，研究主要集中在制备工艺优化和性能表征方面。
例如，清华大学的魏飞团队利用化学键合的方法，有效降低了石墨烯与聚合物之间的界面热阻，显著提高了复合材料的光热转换效率。
3. 本选题研究的主要内容及写作提纲
1. 主要内容
本研究将从以下几个方面展开：
1.界面热阻理论模型的构建与模拟：基于声子输运理论和分子动力学模拟方法，构建石墨烯/聚合物界面热阻理论模型，并研究石墨烯尺寸、层数，聚合物种类、官能团，以及温度、压力等因素对界面热阻的影响规律。
2.界面热阻对光热转换效率的影响：通过制备不同界面热阻的石墨烯/聚合物基纳米复合材料，研究界面热阻对复合材料光热转换效率的影响机制，揭示界面热阻与光吸收、热传递之间的关系。
4. 研究的方法与步骤
本研究将采用理论模拟和实验研究相结合的方法，并利用多种测试手段对材料进行表征和分析。
首先，利用分子动力学模拟方法，构建石墨烯/聚合物复合材料模型，研究界面热阻的形成机制以及石墨烯尺寸、聚合物种类等因素对界面热阻的影响规律。
其次，采用溶液共混法制备不同界面热阻的石墨烯/聚合物基纳米复合材料，并通过原子力显微镜、透射电镜等手段对材料的微观形貌和结构进行表征。
5. 研究的创新点
本研究的创新点在于：(1)从分子层面出发，利用分子动力学模拟方法，深入研究界面热阻的形成机制以及石墨烯尺寸、聚合物种类等因素对界面热阻的影响规律，为实验研究提供理论指导。
(2)结合理论模拟和实验研究，系统研究界面热阻对石墨烯/聚合物基纳米复合材料光热效应的影响机制，揭示界面热阻与光热转换效率、热传递过程以及光热稳定性之间的关系。
(3)通过调控界面热阻，优化复合材料的制备工艺，提高其光热转换效率和稳定性，为推动石墨烯/聚合物基纳米复合材料在光热治疗、太阳能利用等领域的应用提供新的思路。
6. 计划与进度安排
第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。
第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲
第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文
7. 参考文献（20个中文5个英文）
1. 刘源, 张清杰. 界面热阻研究进展[J]. 力学进展, 2018, 48(1): 1-39.
2. 张艳, 张兴, 张联盟, 等. 石墨烯基纳米流体导热性能及传热机理研究进展[J]. 化工进展, 2019, 38(2): 448-459.
3. 陈伟, 陈光, 刘伟. 界面热阻对纳米流体导热性能影响的研究进展[J]. 材料科学与工程学报, 2017, 35(1): 142-148.
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