北京航空航天大學研究團隊開發出工程用高性能石墨烯片材

 

       該領域的代表材料是石墨烯基復合材料。全球研究人員一直致力于開發適用于工業的石墨烯片材，這些薄片具有高強度和高韌性，適用于從車輛到光電子和神經植入物的各種應用。

       北京航空航天大學教授Qunfeng Cheng表示：“然而，在石墨烯基復合材料可用于高性能應用之前，需要改進其機械和電氣性能。而我們開發的交聯石墨烯薄片，不含樹脂，可在低溫下制備，并且添加劑少于10％。"

 

       Cheng和他的團隊與Ray Baughman帶領的德克薩斯大學達拉斯分校的合作者，已將該成果發表在PNAS雜志上。

 

       Cheng指出：“這些石墨烯片材的強度與疊層碳纖維復合材料的強度相當，并且可以吸收更高的機械能量。”這一進展為將廉價石墨烯片轉化為高性能無聚合物石墨烯片提供了一種方法，可用于開發下一代輕質多功能材料。

 

       與傳統制造石墨烯復合材料的方法不同，研究人員通過共價交聯劑制備交聯石墨烯片材。夾層鍵合在相鄰石墨烯層之間橋接，從而避免使用主體聚合物樹脂，成功獲得無聚合物的納米復合材料。

 

        實驗中，該研究團隊表征了材料的拉伸強度、耐久性、電導率以及電磁干擾屏蔽效率，為納米級構件之間的多種定量設計層狀納米復合材料開辟了道路。此外，該方法還消除了對聚合物基質的需求。

 

        該團隊表示，的下一步目標是開發不同交聯劑的高性能石墨烯薄片，以滿足特定應用的要求，以及開發用于商業應用的大規模生產制造工藝。