哈工大《Carbon》:强而坚韧的石墨烯/氧化石墨烯杂化膜

本文,哈尔滨工业大学复合材料与结构研究所李宜彬教授团队在《Carbon》期刊发表名为“Strong yet tough graphene/graphene oxide hybrid films”的论文,研究使用改进的Meyer方法制备了含有GO和石墨烯的薄膜。在自组装过程中会形成GO和石墨烯杂化膜(GGHF)的层状结构,GO的作用是将石墨烯纳米片桥接成宏观膜。

1、成果简介

自支撑石墨烯薄膜(GFs)以其优异的性能引起了人们的广泛关注。然而,虽然热导率很高,但由于缺乏层间结合,GFs的力学性能较差。氧化石墨烯(GO)是石墨烯的衍生物,它可以作为粘合剂,根据不同的官能团附着在不同的衬底上,促进衬底之间的连接。本文,哈尔滨工业大学复合材料与结构研究所李宜彬教授团队在《Carbon》期刊发表名为“Strong yet tough graphene/graphene oxide hybrid films”的论文,研究使用改进的Meyer方法制备了含有GO和石墨烯的薄膜。在自组装过程中会形成GO和石墨烯杂化膜(GGHF)的层状结构,GO的作用是将石墨烯纳米片桥接成宏观膜。

结果,当GO的含量从0增加到75wt%时,杂化膜的拉伸强度从8MPa提高到90MPa,GO和石墨烯之间的内聚键合赋予杂化膜优异的机械性能。此外,由于石墨烯片的优异的结晶度,杂化膜的导热率和导电率令人满意。杂化膜表现出优异的导热性(700 W m -1 K -1)和具有25 wt%GO的电磁干扰屏蔽效率(EMI SE 75 dB),远高于通过相同退火工艺制备的r-GF的屏蔽效率。混合策略提供了一种在低退火温度下实现多功能石墨烯薄膜的新方法,这在柔性器件应用中很有希望。

2、图文导读

哈工大《Carbon》:强而坚韧的石墨烯/氧化石墨烯杂化膜

图1。(a)制作程序示意图。(b)具有不同GO含量的GGHF和r-GGHFs-1500的SEM图像。

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图2。(a)GGHF的FT-IR光谱和杂化膜的拉曼光谱(b)GGHF的G键和(c)D键,(d)在不同温度处理下的ID / IG。

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图3。杂化膜的机械测量:(a)未经处理的GGHF和(b)r-GGHFs-1500的应力-应变曲线。(c)经过不同处理的杂化膜的拉伸强度和(d)韧性。(e)杂化膜断裂表面的SEM图像(GGHF-50),(f)力学性能分析。

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图4。(a)GGHF和r-GGHFs-1500的EMI SE在8-12 GHz范围内。(b)混合膜和金属之间的特定EMI SE的比较。(c)EMI SE系数R,T,A和(d)8-12 GHz范围内的趋肤深度公式和图形(Δ:趋肤深度,μ:磁导率,σ:电导率,ω:角频率) r-GGHF-1500-75。

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图5。(a)自热测试装置的示意图。(b)r-GGHF-1500-25的中部和末端之间的温度不同。插图是层状薄膜的热路径。(c)r-GGHF-1500-25的热图像包括样品的温度分布。(d)r-GGHFs-1500的热导率。

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图6。(a)薄膜的弯曲过程。(b)r-GGHFs-1500的电阻和(c)抗张强度的变化

3、小结

改进的Meyer方法制造石墨烯/氧化石墨烯杂化膜。具有出优异的抗张强度/断裂韧性,低成本,柔性和轻质混合膜在大功率柔性器件中具有广阔的多功能应用前景。

文献:

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