Nature Materials：有机修饰改善石墨烯的排列和强度

纳米技术

2021-02-08

在接近室温中获得高强度石墨烯片组装结构具有较高难度，这是因为不同石墨烯层之间难以很好的排列，导致石墨烯组装结构的力学性质衰减。尽管石墨烯的面内伸长能够消除一部分排列上的位错，但是当其从伸长状态重新恢复后，其中的位错将重新产生。有鉴于此，北京航天航空大学程群峰、德克萨斯大学达拉斯分校Ray H. Baughman 等报道了石墨烯层板之间进行共价、π-π桥联修饰，从而将石墨烯片中伸长导致排列规则性得以固化，因此实现了面内各向同性强度达到1.55 GPa，同时展示了较高的杨氏模量、更高的导电性、增强的屏蔽效率。而且，这种石墨烯片能够进行规模化制备，通过商业购置的树脂能够简单方便的将其相互结合而且保持性能不衰减，展示了其在实际应用中的广泛前景。

本文要点：

（1）

通过连续的共价、π-π桥联修饰固化提高石墨烯的规则排列程度，实现了面内各向同性石墨烯强度增强了1.47

，2.5，1.41倍，性能达到了目前报道的具有面内各项同性石墨烯复合物、CNT复合物、碳纤维复合材料的最高结果。

（2）

本文中通过接近室温（低于50 ℃）的处理过程，能够很好的将石墨材料转化为高性能石墨烯复合材料，有望用于宇航、汽车等对减重非常重要的领域。

参考文献

Wan, S., Chen, Y., Fang, S. et al. High-strength scalable graphene sheets by freezing stretch-induced alignment. Nat. Mater. (2021). 

DOI: 10.1038/s41563-020-00892-2

https://www.nature.com/articles/s41563-020-00892-2