成果简介
具有大表面积和可调物理性质的三维 (3D)多孔纳米碳组件具有广泛的应用前景，例如储能电极、污染吸附和热绝缘体。然而，这些材料的充分利用受到两个挑战的阻碍：形成保持纳米碳固有特性的3D坚固多孔网络结构，以及实现高形状可调性以创建具有所需形状的结构。
本文为了应对这些挑战，韩国材料科学研究所Minju Jeong等研究人员在《Carbon》期刊发表名为“The Shape Tunable Gelatin/Carbon Nanotube Wet-Gels for Complex Three-Dimensional Cellular Structures with High elasticity”的论文， 研究认为具有两性离子和氢键螺旋结构的明胶是一种生物衍生粘合剂，用于调节碳纳米管 (CNT) 网络的结构完整性，该网络由通过弱范德华引力保持的重叠纳米管组成。所得的 CNT/明胶湿凝胶具有良好的流变特性，使3D打印成为复杂的多孔结构。
此外，3D打印的复杂湿凝胶结构成功地转化为弹性和分层多孔结构，由具有~988m2g-1大比表面积的微观、中观和宏观孔隙组成。具有良好的机械稳定性，即使在85%的压缩应变下也不会永久变形。由此产生的高形状可调性、高弹性和大表面积归因于由明胶衍生的石墨层涂层增强的现有纳米管交联点的增强，而不会降低碳纳米管的固有特性
图文导读
图1。明胶衍生 Gr-CNT 气凝胶的制备
图2。(a) 3D 打印的10Gel-CNT湿凝胶的各种形状的光学图像：全填充的三叶草、螺旋方形和带有晶格填充的圆柱体。(b) 3D 打印长丝、(c) 表面和 (d) 3D-Gr-CNT 横截面的 SEM 图像。(e)σ——ε两种不同的 3D-Gr-CNT 和块状Gr-CNT气凝胶在加载-卸载循环期间的曲线 ε= 0.65。插图：杨氏模量乙 和塑性变形 δ 在 ε= 0.65。(f) 具有晶格填充气凝胶的圆柱体的抗疲劳性ε= 0.5 对于第 1、100、500 和 1,000 个周期。插图：塑性变形δ 与压缩周期。
图3。Gel-CNT 湿凝胶的流变特性。
图4。石墨烯包覆的碳纳米管气凝胶的特性
图5。Gr-CNT 气凝胶的弹性和抗疲劳性。
小结
作者提出了一种简单且环保的方法，通过将明胶网络结合到SWCNT分散体中来制造热可逆多孔结构。具有两性离子和氢键螺旋结构的明胶被认为是一种生物衍生的粘合剂，可以调节CNT网络的结构完整性。热可逆 Gel-CNT 湿凝胶形成稳定或刚性网络，并且可以使用 3D 打印形成复杂的多孔结构。
https://doi.org/10.1016/j.carbon.2021.08.086
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