走进石墨烯小世界之石墨烯气凝胶

石墨烯是一种新型二维蜂窝状晶体结构的碳材料，具有特殊的柔性、二维、超薄的结构特性以及高电导率、高热导率以及强机械性等物理化学化特性，是构建零维、一维和三维碳质材料的基本单元。

但是，由于石墨烯片层间强的范德华力和π-π键作用力，使其容易发生不可逆堆叠和团聚，严重降低石墨烯本身的性质和有效面积，从而限制了其在某些方面的应用，而将石墨烯片作为基本的构筑单元，通过键接连接在一起，构建三维宏观体—石墨烯气凝胶，是解决石墨烯片层堆叠问题的有效方法之一。

石墨烯气凝胶是由石墨烯纳米片经过组装、搭接形成的具有三维网络交联结构的多孔材料，孔隙中充满气体介质，因此具有气凝胶所有的结构特性，包括：低密度、高比表面积和高孔隙率等，并表现出石墨烯固有的超高压缩回弹性、优异导电性和导热性、良好环境稳定性以及疏水性等独特性质，此外，石墨烯在组装过程中还可以拥有更多、更丰富的结构，例如单向有序、双向有序结构等，并且随结构的变化呈现多样的性能特点。

目前，石墨烯气凝胶的制备主要采用原位组装法、化学气相沉积法、模板法、溶胶凝胶法和3D打印技术等方法，得到的石墨烯气凝胶材料具有高比表面积、高导电性、高机械强度、良好的热稳定性和对染料、油、有机溶剂和无机离子的高吸附能力等性能，使其在吸附剂、催化剂、传感器、储能转换、电磁屏蔽以及保温隔热等领域拥有极高的潜在应用价值。

广州承压院国家石墨烯产品质量监督检验中心（广东）配备了原子力显微镜（AFM）、扫描电子显微镜及能谱仪（SEM&EDS）、X射线衍射仪（XRD）、X射线光电子能谱仪（XPS）以及激光显微共聚焦拉曼光谱仪等设备，用于分析石墨烯气凝胶材料的元素组成和成分等；同时，配备了全自动真密度分析仪、全自动比表面与孔径分析仪、万能材料试验机、导热系数测定仪（激光法）以及粉体电导仪等，用于表征石墨烯气凝胶样品的孔结构、机械性能、导电性和导热性等；中心积极参与石墨烯气凝胶的检验检测、技术开发和标准研制，致力于为高校、科研机构及企业提供服务和解决方案，推动高质量石墨烯气凝胶产品快速发展。