大连理工大学在功能性石墨烯宏观体研究方面取得进展
2014-04-14 19:46:20
admin
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据国家自然科学基金委员会网2013年3月22日讯 多孔可压缩柔性材料在化工、能源及环境保护等技术领域有广阔的应用前景。如何在纳米尺度上调变基本结构单元前驱体的化学性质，实现此类孔隙高度发达且机械性能优异的超轻高弹性宏观体的可控构筑，是一个富有挑战性的难题。石墨烯是一种新型的单原子厚度的二维晶体碳质纳米材料，具有超高的电导率、优异的力学性能和大的比表面积，经功能化预处理后，可作为基本构筑单元用来制备性能优异的宏观体材料。
在国家自然科学基金（项目资助号：20836002, 51072028）的持续资助下，大连理工大学邱介山教授领导的“能源材料化工”学术团队在前期研究工作的基础上（Carbon, 2012, 50(9):3267–73； J. Mater. Chem., 2012, 22:6061-66；Energy & Fuels, 2012, 26(8):5186-92），于近期发展了一种构筑超轻高弹性石墨烯宏观体的新技术方法。他们基于化学功能化-冷冻干燥-微波处理的技术策略，制备出具有低密度、高孔隙率及优异机械性能的石墨烯宏观体。相关工作近期发表在Advanced Materials上（DOI: 10.1002/adma.201204530），被Nature作为Research highlight报道)。该石墨烯宏观体材料具有高达99.0%的孔隙率，在外力作用下，即使发生90%以上的形变，其结构依然稳定，撤去外力后能快速恢复原始形貌。由于其超高的弹性，这种新结构石墨烯组装体在能量缓冲、减震等领域大有用武之地；发达的孔隙和柔性使其有可能作为可反复使用的高性能一体化整体吸附材料（如海水和苦咸水脱盐）、催化剂载体及储能器件的电极材料等。此外，这种整体材料具有良好的导电特性，可用于新结构压敏电阻器件的设计和构筑。