石墨烯改性沥青热输运的分子动力学模拟与实验验证

Langmuir : the ACS journal of surfaces and colloids · 2026-11-01 · 期刊论文

• 一句话结论：结论：石墨烯含量增加可提升沥青导热性能，定向排列优于随机分散，水平取向传热效率最高；2.0–2.5 wt%含量在热增强、融冰性能与分散稳定性间取得最佳平衡，模拟与实验方向一致。
• 研究设计与做法：设计与做法：结合反非平衡分子动力学（RNEMD）、非平衡分子动力学（NEMD）与实验验证，考察石墨烯掺量与取向对沥青热性能的影响；材料未报告具体样本数量与实验重复次数。
• 主要结果：主要结果：随石墨烯含量增加，导热系数与能量通量上升，温度梯度与温差下降；定向排列显著优于随机分散，水平取向因通路连续性改善与界面热阻降低而传热最优；实验显示导热系数、热扩散率、体积热容与高温性能呈含量依赖提升，延性下降；SEM显示适中掺量形成互连网络，过量则团聚。材料未报告具体数值、置信区间与p值。
• 机制或解释：机制解释：作者以石墨烯构建的互连导热网络、取向带来的通路连续性以及界面热阻降低来解释热输运改善，团聚则削弱网络连续性。
• 局限与边界：局限与边界：为材料学研究，结论限于所考察的沥青体系与掺量范围；材料未报告模拟尺度、实验条件、现场路用验证及利益冲突，长期耐久性未知。
• 可否落地：可否落地：对防冰路面用高导热沥青材料设计提示2.0–2.5 wt%与水平取向的配方参考，证据档位为C，属实验室与模拟层面提示，不足以下结论其在实际工程中的长期效果。

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Liao W, Li S, Liu Y.

本文摘自《每日前沿研究简报 · 2026-11-08》「化学信息 / 药物发现」。本内容仅用于研究信息整理与科普交流，不构成医疗建议。