用石墨烯調(diào)控可望制備高性能纖維

用石墨烯調(diào)控可望制備高性能纖維

隨著移動(dòng)智能終端的普及與柔性可穿戴電子設(shè)備的快速發(fā)展，柔性傳感器成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)。然而，實(shí)現(xiàn)柔性可穿戴電子傳感器的高分辨、高靈敏、快速響應(yīng)、低成本制造和復(fù)雜信號(hào)檢測(cè)仍有很大的挑戰(zhàn)。亞微米或納米級(jí)導(dǎo)電纖維有望為柔性可穿戴電子傳感器提供一種簡單易控的電阻監(jiān)測(cè)解決方案。

用石墨烯調(diào)控可望制備高性能纖維

近日，浙江大學(xué)教授宋義虎告訴記者，他領(lǐng)銜的研發(fā)團(tuán)隊(duì)多年來在浙江省自然科學(xué)基金的資助下，針對(duì)國際上高分子納米復(fù)合材料界面結(jié)構(gòu)研究與調(diào)控難度大、流變行為研究結(jié)論分歧大、流變-加工性能關(guān)聯(lián)難度大等問題開展了系統(tǒng)深入的工作，為高性能化、功能化高分子納米復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)控制與加工定制提供了新思路，為強(qiáng)極性高分子纖維材料高濃低黏環(huán)保制備工藝提供了新方法。



省自然科學(xué)基金杰出青年項(xiàng)目“采用石墨烯調(diào)控高分子溶液的流變行為與靜電紡絲工藝性”于去年底通過了結(jié)題驗(yàn)收。



據(jù)介紹，石墨烯（Graphene）具有突出的電學(xué)性能、導(dǎo)熱性、透光性和超大比表面積等特點(diǎn)，在電子、信息、能源和材料等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。靜電紡絲是一種制備亞微米或納米級(jí)纖維的簡單而靈活的技術(shù)，廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)藥工程、傷口涂覆、分離過濾和化學(xué)傳感器等領(lǐng)域。

用石墨烯調(diào)控可望制備高性能纖維

靜電紡絲過程和所制納米纖維的形態(tài)與性能高度依賴于操作參數(shù)（如施加電壓、流速、收集距離等）和所用高分子的性質(zhì)（如分子量、濃度、黏度、導(dǎo)電性和溶液表面張力等），其中紡絲液黏度對(duì)纖維形貌起關(guān)鍵作用。



科研人員在建立納米粒子吸附層結(jié)構(gòu)的流變-量熱-介電譜等多技術(shù)聯(lián)合檢測(cè)方法、高分子納米復(fù)合材料逾滲機(jī)制、線性流變時(shí)間-濃度疊加原理等方面取得一系列突破。



在理論研究指導(dǎo)下，首次通過粒子-高分子界面層構(gòu)筑實(shí)現(xiàn)黏度變化高達(dá)4個(gè)數(shù)量級(jí)的復(fù)合材料液-固轉(zhuǎn)變的調(diào)控，首次發(fā)現(xiàn)粒子相可逆非線性流變行為的“擁堵-去擁堵”轉(zhuǎn)變特征，基于粒子相黏彈性原理與結(jié)構(gòu)調(diào)控原則發(fā)展了具有吸油、吸附染料、超彈性等多功能特性的石墨烯氣凝膠材料。重要的是，本研究在理論指導(dǎo)下發(fā)現(xiàn)獨(dú)特的納米粒子降黏現(xiàn)象，揭示了降黏現(xiàn)象產(chǎn)生的條件和原理，據(jù)此可采用極少量（0.01%）石墨烯納米粒子大幅拓寬高分子納米纖維靜電紡絲濃度區(qū)間。

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