中科院兰州化物所《J Mater Sci》:超轻、超弹性纯石墨烯气凝胶,用于压阻传感应用

本工作以碱为原料制备AFGA超轻纯石墨烯气凝胶,诱导GO纳米片排列,FAS还原剂还原GO,在传感领域具有很大的应用潜力。综上所述,一种简单可行的策略,仅利用GO制备高性能纯GA,可进一步探索气凝胶的传感器应用。

成果简介

石墨烯气凝胶(GA)密度低、导电性高、力学性能好,在柔性电子领域具有重要的应用潜力。本文,中国科学院兰州化学物理研究所王金清、Shengrong Yang 等研究人员在《J Mater Sci》期刊发表名为 “Ultralight, superelastic pure graphene aerogel for piezoresistive sensing application”的论文,研究提出了一种平衡的方法:在碱诱导下诱导氧化石墨烯(GO)纳米片组装成均匀的多孔水凝胶,然后用甲脒磺酸(FAS)的还原剂去除GO的含氧官能团。

此外,GA前驱体的水凝胶可在30 min内在高温(150 °C)下快速干燥,得到FGA的纯GA。进一步煅烧后,得到的有序结构AFGA气凝胶具有超低密度(3.88 mg/cm3)、高电导率 (7.4 S/m)、超压缩恢复性能 (99%)、高灵敏度 (S=0.83 kPa−1)、大可逆压缩循环性能(90%应变下200次)和高抗疲劳性(70%应变下10,000次),具有优异的压阻性能,作为高性能传感材料在压阻传感器中得到广泛应用。

图文导读

中科院兰州化物所《J Mater Sci》:超轻、超弹性纯石墨烯气凝胶,用于压阻传感应用

图1、AFGA气凝胶制备示意图。GO纳米片的TEM和HRTEM图像

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图2、AFGA-2复合气凝胶在不同放大倍数下的SEM图像

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图3、GO、FGA和AFGA的XRD图谱、拉曼光谱和c XPS测量光谱。GO、FGA和AFGA的C1s的高分辨率XPS光谱

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图4、AFGA气凝胶的电学和机械性能

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图5、AFGA-2具有优异的传感性能图示。

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图6、AFGA-2气凝胶的传感性能用作压力传感器

小结

本工作以碱为原料制备AFGA超轻纯石墨烯气凝胶,诱导GO纳米片排列,FAS还原剂还原GO,在传感领域具有很大的应用潜力。综上所述,一种简单可行的策略,仅利用GO制备高性能纯GA,可进一步探索气凝胶的传感器应用。

文献:https://doi.org/10.1007/s10853-022-08113-8.

中科院兰州化物所《J Mater Sci》:超轻、超弹性纯石墨烯气凝胶,用于压阻传感应用

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