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氧化石墨烯分散液的流变性研究
一、引言
石墨烯是一种具有独特物理、化学、电学和热学特性的二维材料，已经被广泛应用于多个领域。然而，将石墨烯高效、稳定的分散于溶液中仍然是一个挑战。氧化石墨烯（GO）是一种具有羟基、羧基和酯化基团的石墨烯衍生物，由于其优异的分散性，可以用作石墨烯的前体材料。本文旨在研究氧化石墨烯分散液的流变学特性，以提高其在现有应用中的实际应用性。
二、研究方法
我们制备了具有不同浓度的氧化石墨烯水分散液，并使用旋转粘度计（RV）和动态力学分析（DMA）测量了它们的流变学特性。我们进一步控制分散剂浓度，研究其对分散液粘度的影响。结果显示，高浓度的分散剂可以有效地抑制氧化石墨烯的聚集，并显着降低分散液的粘度。
三、结果与讨论
在RV测量中，我们发现氧化石墨烯分散液粘度随剪切速率的增加而降低，并且呈现出剪切稀化行为。换句话说，它们的粘度随着剪切速率的增加而减小。我们发现，在低剪切速率下，分散液具有较高的粘度，这是由于氧化石墨烯分散液中的石墨烯层之间的相互作用力较强所导致的。当剪切速率增加时，石墨烯层之间的相互作用力减弱，从而促进粒子的分散，粘度随之降低。
在DMA测量中，分散度对氧化石墨烯分散液的动态力学特性也有显著的影响。我们发现，当分散度增加时，分散液的储能模量（G’)和损耗模量（G’’)均降低。同样的，当分散度减小时，分散液的G’和G’’均增加。这表明，分散剂浓度对分散液粘度的影响也反映在其动态力学特性上。当浓度较低时，分散液中的石墨烯颗粒更容易彼此结合，并形成高储能模量的网络结构。而当分散剂浓度增加时，粒子更互相分散，网络结构被破坏，储能模量降低。
四、结论
本研究说明氧化石墨烯分散液的流变学特性与分散度密切相关。在低剪切速率下，氧化石墨烯分散剂的浓度对分散液的粘度有很大的影响。此外，它们的动态力学特性也受分散度的影响。综上所述，这一研究有助于增强氧化石墨烯分散液的应用前景，并为石墨烯的分散液设计提供了理论依据。