哈工大在石墨烯氣凝膠超材料研究方面取得突破
2016-09-14 來源：中國聚合物網(wǎng)
日前，哈爾濱工業(yè)大學土木工程學院李惠教授課題組年輕教師徐翔、博士張強強、本科生俞祎康以第一作者身份在國際著名期刊《先進材料》（Advanced Materials）（2015年影響因子為18.96）發(fā)表了題為《自然干燥方法制備具有超彈性和可調(diào)節(jié)泊松比特性的石墨烯氣凝膠》的科研論文，徐翔和李惠教授為共同通訊作者，哈工大為第一作者和通訊作者唯一單位。
為了在宏觀尺度上利用石墨烯的優(yōu)異特性，構(gòu)筑石墨烯的宏觀體結(jié)構(gòu)成為目前材料領(lǐng)域的研究熱點。在眾多石墨烯組裝體結(jié)構(gòu)中，石墨烯氣凝膠(GrapheneAerogel)是最引人注目的結(jié)構(gòu)之一。目前，三維石墨烯氣凝膠宏觀體的制備過程需要采用高成本、低產(chǎn)出、難操作的冷凍干燥技術(shù)或超臨界干燥技術(shù)，去除石墨烯水凝膠中的溶劑，從而得到最終的氣凝膠結(jié)構(gòu)。李惠教授課題組通過調(diào)節(jié)石墨烯氣凝膠結(jié)構(gòu)的初始剛度和溶劑蒸發(fā)的毛細應力，成功實現(xiàn)了該材料的自然干燥制備，實現(xiàn)了常溫常壓下蒸發(fā)樣品所含溶劑并保持其體積不收縮、結(jié)構(gòu)不坍塌。通過該技術(shù)所得到的氣凝膠具有比傳統(tǒng)冷凍干燥或者超臨界干燥技術(shù)所得材料更為優(yōu)良的性能，例如高達99%的可恢復壓縮超彈性、大范圍可調(diào)節(jié)泊松比特性、高電導率、穩(wěn)定壓阻效應以及超低導熱系數(shù)等。這種低成本、高產(chǎn)出和易操作的自然干燥技術(shù)不但可以極大程度推動石墨烯氣凝膠超材料的大規(guī)模和大尺度商業(yè)生產(chǎn)，而且提供了一種基于泊松比特性設(shè)計的石墨烯超材料研究方法，使其可廣泛應用于柔性驅(qū)動器、柔性機器人、傳感器、可變形電極材料、藥物傳輸和投放、超輕隔熱保溫及防護材料等。
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