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温州大学报道高回弹高硬度三维多孔石墨烯

温州大学的王舜课题组联合美国阿贡国家重点实验室的陆俊研究员创造性地提出了基于-Si-O-C-化学键共价桥连促进石墨烯三维有序组装的新方法,实现了单层氧化石墨烯片在油-水两相界面上的原位还原和同步三维共价组装,可控构筑了高强度的三维互通纳米多孔结构的泡沫状石墨烯宏观体。

石墨烯无疑是碳家族的明星,作为一种二维晶体,它是人类已知强度最高的物质,比钻石还坚硬,强度比世界上最好的钢铁还要高上100倍。可是让科学家烦恼的是,石墨烯在实际应用过程中易于面/面聚集造成机械性能急剧降低,如何可控制备三维石墨烯组装体,进而有效发挥石墨烯优异机械性能的集合效应,仍然是一个巨大的挑战。

最近,温州大学的王舜课题组联合美国阿贡国家重点实验室的陆俊研究员创造性地提出了基于-Si-O-C-化学键共价桥连促进石墨烯三维有序组装的新方法,实现了单层氧化石墨烯片在油-水两相界面上的原位还原和同步三维共价组装,可控构筑了高强度的三维互通纳米多孔结构的泡沫状石墨烯宏观体。该方法不仅解决了传统石墨烯片在实际应用过程中易于面/面聚集造成有效比表面积急剧降低以及不易加工成型等难题,而且有效地发挥了单层石墨烯构建单元在分子水平上的集合增强效应,使该泡沫状石墨烯宏观体材料不但具有目前三维自支撑碳基多孔材料最高的硬度(13.95 GPa),而且具有优异的电学(电导率=144 S?cm-1)、热学(热导率=1521 W?m-1?K-1,350 K)及回弹性能(~75%)。该成果为三维超结构材料的构建与性能拓展提供了新的设计思路和实践方法。研究结果发表在全球顶级期刊Advanced Materials上。

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