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专利摘要

本发明公开一种制备石墨纳米片探针的装置、方法及检测石墨摩擦的方法，所述制备石墨纳米片探针的制备方法包括S1：通过机械剥离法获取含有石墨纳米片的胶带；S2：向培养皿中添加去离子水，将胶带的石墨纳米片与水面接触，利用制冷器将培养皿中的去离子水凝固成冰面，使得石墨纳米片转移到冰面上；S3：在探针上涂抹胶黏剂；S4：利用显微镜将探针的胶黏剂与冰面上的石墨纳米片接触；S5：在冰面溶解后，石墨纳米片粘接到探针上。本发明制备石墨纳米片探针的制备方法操作简单、成本低、实用性强、制备得到的石墨纳米片探针非常适用于检测石墨同质或异质结构在液下的摩擦性能。 ......

基本信息

专利类型:
发明专利
申请/专利号:
CN202110782581.9
申请日期:
2021-07-12
专利申请人:
清华大学
分类号:
G01N19/02
发明/设计人:
李津津，刘大猛，李鉴峰
权利要求: 1.一种制备石墨纳米片探针的方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：通过机械剥离法获取含有石墨纳米片的胶带；S2：向培养皿中添加去离子水，将所述胶带的所述石墨纳米片与水面接触，利用制备石墨纳米片探针的装置将所述培养皿中的所述去离子水凝固成冰面，使得所述石墨纳米片转移到冰面上；S3：在探针上涂抹胶黏剂；S4：利用显微镜将所述探针的所述胶黏剂与冰面上的所述石墨纳米片接触；S5：在所述冰面溶解后，所述石墨纳米片粘接到所述探针上；制备石墨纳米片探针的装置，包括：安装杆；显微镜，所述显微镜设在所述安装杆上；载物台，所述载物台设在所述安装杆上，所述载物台与所述显微镜的物镜在所述安装杆的长度方向间隔设置，所述载物台与所述显微镜的物镜在所述安装杆的长度方向上相对；探针台，所述探针台设在所述安装杆上，所述探针台与所述载物台在所述安装杆的长度方向上相对，所述探针台沿所述安装杆的长度方向靠近或远离所述载物台，所述探针台与探针相连，以便带动所述探针靠近或远离所述载物台；光源，所述光源设在所述安装杆上且与所述探针台沿所述安装杆的长度方向间隔设置，所述载物台设在所述显微镜和所述光源之间，所述光源与所述探针台在所述安装杆的长度方向上相对，以便所述光源照射在所述探针上；制冷器，所述制冷器设在所述安装杆的一侧；培养皿，所述制冷器用于将所述培养皿中的去离子水凝固成冰面；底座，所述安装杆、所述制冷器均设在所述底座上。2.根据权利要求1所述的制备石墨纳米片探针的方法，其特征在于，在步骤S2中，通过所述制冷器将所述培养皿中的所述去离子水凝固成冰面，关闭所述制冷器使得所述冰面的表面融化成液态水层，将所述胶带的所述石墨纳米片与所述液态水层接触。3.根据权利要求1所述的制备石墨纳米片探针的方法，其特征在于，在步骤S3中，将所述探针安装在探针台上，利用洗耳球对载玻片上的胶黏剂反复吹气形成一层较薄的胶层，将所述载玻片放置于所述载物台上，通过所述显微镜调整所述探针与所述胶层位置，使得所述胶层与所述探针相对，移动所述探针台将所述探针与所述胶层接触。4.根据权利要求1所述的制备石墨纳米片探针的方法，其特征在于，在步骤S4中，将含有石墨纳米片的所述冰面放置在载物台上，所述探针安装在探针台上，通过所述显微镜调整所述探针与所述石墨纳米片的相对位置，移动所述探针台将所述探针与所述石墨纳米片接触。5.根据权利要求1所述的制备石墨纳米片探针的方法，所述的制备石墨纳米片探针的装置还包括相机和显示屏，所述相机的镜头与所述显微镜的目镜相连，所述显示屏与所述相机相连。6.根据权利要求1所述的制备石墨纳米片探针的方法，所述探针台和所述载物台的材质均为玻璃或聚甲基丙烯酸甲酯，且所述探针台表面涂敷有疏水材料。7.根据权利要求1所述的制备石墨纳米片探针的方法，所述显微镜的所述物镜为长焦物镜，用于提高显微镜的焦距。8.根据权利要求1所述的制备石墨纳米片探针的方法，所述培养皿放置在所述载物台上，且所述载物台与所述显微镜的物镜在所述安装杆的长度方向上相对。9.一种检测石墨同质或异质结构液下摩擦性能的方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：选取二维材料作为基底，且所述二维材料与石墨纳米片构成石墨同质或异质结构；S2：将石墨纳米片探针和所述基底浸没于液体中，其中，所述石墨纳米片探针利用权利要求1-8中任一项所述的制备石墨纳米片探针的方法制备；S3：将所述石墨纳米片探针逐渐靠近并接触所述基底，并绘制在此过程中所述石墨纳米片探针在所述液体中的力距离曲线；S4：施加载荷使所述石墨纳米片探针上的石墨纳米片在所述基底上移动并产生相对摩擦；S5：绘制所述石墨纳米片探针与所述基底产生的摩擦力随所述载荷的变化曲线，结合所述力距离曲线分析摩擦状态，根据线性拟合得到的斜率获取石墨同质或异质结构在所述液体下的摩擦系数。