石墨烯是由一层独立的碳原子紧密堆积成六角蜂窝状晶体结构的一种新型二维碳质材料。

 

由于其独特的电子传输性质、优秀的机械性能和高的比表面积,石墨烯已经引起了实验和理论科学界的极大关注。对石墨烯进行氮掺杂是调节其电子结构、改善其物理化学性能和促进其实际应用的有效途径。在众多制备石墨烯的方法中,化学还原法由于生产成本低、生产效率高、容易实现石墨烯的功能化等优点,有望应用于石墨烯的大规模生产。因此,寻找绿色、高效的化学还原剂和开发石墨烯氮掺杂的新工艺,一直是石墨烯相关研究面临的挑战性课题。

 

北京欧倍尔的氮掺杂石墨烯的制备及其在锂硫电池中的应用虚拟仿真软件是化学综合实验教育信息化建设项目，旨在为本科院校化学相关专业的学生提供一个三维的、高仿真度的、高交互操作的、全程参与式的、可提供实时信息反馈与操作指导的、虚拟的基础化学模拟操作平台，使学生通过在本平台上的操作练习，进一步熟悉专业基础知识、了解基础实验室实验环境、培训基本动手能力，为进行实际实验奠定良好基础。

 

一、软件概述

本软件采用虚拟现实技术，依据实验室实际布局搭建模型，按实际实验过程完成交互，完整再现了基础实验室的实验操作过程。每个实验操作配有评分系统，提示实验操作的正确操作及实验过程中的注意事项，3D操作画面具有很强的环境真实感、操作灵活性和独立自主性，学生可查看到实验仪器的各个部分，解决了实际实验过程中的某些盲点，为学生提供了一个自主发挥的实验舞台，特别有利于调动学生动脑思考，培养学生的动手能力，同时也增强了学习的趣味性。

二、软件特色

（1）虚拟现实技术

利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界，构建高度仿真的虚拟实验环境和实验对象，提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让使用者如同身历其境一般，可以及时、没有限制地360°旋转观察三维空间内的事物，界面友好，互动操作，形式活泼。

 

（2）自主学习内容丰富

知识点讲解，包含实验原理、实验目的、实验操作过程中的注意事项、实验内容等；

（3）智能操作指导

具体的操作流程，系统能够模拟试验操作中的每个步骤，并加以文字或语言说明和解释。

 

（4）实用性强，具有较大的可推广应用价值和应用前景

本套软件由计算机程序设计人员、虚拟现实技术人员、具有实际经验的一线工程技术人员、专业教师合作完成，贴近实际，过程规范，特别适合基础生物实验教育使用，具有较大的可推广应用价值和应用前景。

 

北京欧倍尔的氮掺杂石墨烯的制备及其在锂硫电池中的应用虚拟仿真软件为学生提供了一个自主发挥的平台，也为实验“互动式”预习、“翻转课堂”等新型教育方式转化到基础化学实验中来提供了一条新思路、新方法及新手段，必将对促进本科化学实验教育教学的改革与发展起到积极的促进作用。

参考文献：苏鹏.《氮掺杂石墨烯的制备及其超级电容性能研究》