清華材料學(xué)院朱紅偉教授在多功能石墨烯宏觀組裝研究方面取得了新進(jìn)展

清華材料學(xué)院朱紅偉教授在多功能石墨烯宏觀組裝研究方面取得了新進(jìn)展

清華新聞網(wǎng)，7月5日-7月3日，清華大學(xué)材料學(xué)院朱紅偉教授，在先進(jìn)材料上發(fā)表了通過一種簡(jiǎn)便的生物材料，合成具有整形和自愈特性的多功能石墨烯復(fù)合材料，并發(fā)表了有關(guān)礦化激發(fā)過程的研究論文，本文提出了一種快速合成高性能石墨烯的方法。提出了一種室溫下多功能石墨烯宏觀組件，通過節(jié)水調(diào)節(jié)石墨烯組件的軟硬狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)了重復(fù)成型和可回收利用的功能，有望用于石墨烯材料的多維、多尺度快速加工成型。

石墨烯是一種具有優(yōu)異的力學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)和光學(xué)性能的二維碳材料，石墨烯的高效制備和宏觀組裝對(duì)其大規(guī)模應(yīng)用具有重要意義，目前，傳統(tǒng)的石墨烯宏觀組裝的制備方法需要嚴(yán)格的反應(yīng)條件，而且一次制備一次。因此，石墨烯宏觀結(jié)構(gòu)的任意塑性在需要復(fù)雜石墨烯結(jié)構(gòu)和器件的應(yīng)用中尤為重要。

為了解決這些問題，朱紅偉教授的研究小組將功能性氧化石墨烯添加到仿生礦化凝膠體系中，形成氧化石墨烯、無定形碳酸鈣納米粒子和聚丙烯酸交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（圖），該復(fù)合材料在潮濕狀態(tài)下具有柔性、延展性和可拉伸性，并且可以。用于復(fù)雜的成型，在干燥條件下保持原有形狀，具有較高的強(qiáng)度、韌性和硬度，通過控水實(shí)現(xiàn)兩種狀態(tài)的可逆轉(zhuǎn)變，同時(shí)復(fù)合材料具有良好的塑性和自愈能力，可進(jìn)一步進(jìn)行改性或加工，以滿足變形的需要。根據(jù)具體應(yīng)用需要（如儲(chǔ)能、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳感器等），該方法簡(jiǎn)單、高效、成本低，可推廣到其它柔性材料中。

近年來，朱洪偉教授的研究團(tuán)隊(duì)專注于低維材料的可控制備、性能表征和應(yīng)用技術(shù)開發(fā)，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、柔性器件、環(huán)境/能源等領(lǐng)域取得了許多重要成果，相關(guān)工作發(fā)表在化學(xué)學(xué)會(huì)期刊評(píng)論，先進(jìn)材料，納米信件和科學(xué)進(jìn)展。

本文第一作者是清華大學(xué)材料學(xué)院博士生林書元。本文作者是日本東京理工大學(xué)的朱紅偉教授和秦澤武教授，這項(xiàng)研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金中國(guó)基礎(chǔ)科學(xué)中心項(xiàng)目及相關(guān)項(xiàng)目的支持。

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