大連理工大學在功能性石墨烯宏觀體研究方面取得進展
2014-04-14 19:46:20
admin
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據(jù)國家自然科學基金委員會網(wǎng)2013年3月22日訊 多孔可壓縮柔性材料在化工、能源及環(huán)境保護等技術(shù)領域有廣闊的應用前景。如何在納米尺度上調(diào)變基本結(jié)構(gòu)單元前驅(qū)體的化學性質(zhì)，實現(xiàn)此類孔隙高度發(fā)達且機械性能優(yōu)異的超輕高彈性宏觀體的可控構(gòu)筑，是一個富有挑戰(zhàn)性的難題。石墨烯是一種新型的單原子厚度的二維晶體碳質(zhì)納米材料，具有超高的電導率、優(yōu)異的力學性能和大的比表面積，經(jīng)功能化預處理后，可作為基本構(gòu)筑單元用來制備性能優(yōu)異的宏觀體材料。
在國家自然科學基金（項目資助號：20836002, 51072028）的持續(xù)資助下，大連理工大學邱介山教授領導的“能源材料化工”學術(shù)團隊在前期研究工作的基礎上（Carbon, 2012, 50(9):3267–73； J. Mater. Chem., 2012, 22:6061-66；Energy & Fuels, 2012, 26(8):5186-92），于近期發(fā)展了一種構(gòu)筑超輕高彈性石墨烯宏觀體的新技術(shù)方法。他們基于化學功能化-冷凍干燥-微波處理的技術(shù)策略，制備出具有低密度、高孔隙率及優(yōu)異機械性能的石墨烯宏觀體。相關(guān)工作近期發(fā)表在Advanced Materials上（DOI: 10.1002/adma.201204530），被Nature作為Research highlight報道)。該石墨烯宏觀體材料具有高達99.0%的孔隙率，在外力作用下，即使發(fā)生90%以上的形變，其結(jié)構(gòu)依然穩(wěn)定，撤去外力后能快速恢復原始形貌。由于其超高的彈性，這種新結(jié)構(gòu)石墨烯組裝體在能量緩沖、減震等領域大有用武之地；發(fā)達的孔隙和柔性使其有可能作為可反復使用的高性能一體化整體吸附材料（如海水和苦咸水脫鹽）、催化劑載體及儲能器件的電極材料等。此外，這種整體材料具有良好的導電特性，可用于新結(jié)構(gòu)壓敏電阻器件的設計和構(gòu)筑。