新型超強韌石墨烯材料有望替代碳纖維

新型超強韌石墨烯材料有望替代碳纖維

中美科學家組成的國際團隊開發(fā)出一種超強韌、高導電的石墨烯復合薄膜，可在室溫條件下以較低成本制備，有望替代目前廣泛使用的碳纖維材料。

發(fā)表在最新一期美國《國家科學院學報》上的研究顯示，北京航空航天大學程群峰教授課題組和美國得克薩斯大學達拉斯分校雷·鮑曼團隊受到天然珍珠母力學結(jié)構(gòu)的啟發(fā)，制備出微觀結(jié)構(gòu)類似于珍珠母的有序?qū)訝钍┙Y(jié)構(gòu)。

程群峰對新華社記者說，此前將石墨烯單片機械堆疊成較厚的宏觀材料耗時費力。例如制備人頭發(fā)厚度的石墨烯薄膜，需要堆疊15萬層單片石墨烯，且片層間界面作用較弱，力學性能較差。

珍珠母具有高強度、高韌性的力學性能，主要得益于內(nèi)部規(guī)整的層狀結(jié)構(gòu)和離子鍵、共價鍵、氫鍵等豐富的界面作用。研究人員采用化學制備法而非機械堆疊制備出這種材料。他們借鑒了珍珠母的層狀連接方式，通過在氧化石墨烯層間引入共價鍵、共軛鍵等不同鍵連的交聯(lián)分子，將石墨烯納米片牢固地“縫合”在一起，制造出強韌一體化的高導電石墨烯薄膜。

程群峰說，這種薄膜材料的拉伸斷裂強度是普通石墨烯薄膜的4.5倍，韌性是后者的7.9倍。

研究人員介紹，傳統(tǒng)碳纖維材料的制備條件需超過2500攝氏度，但新材料可在45攝氏度以下的室溫進行制備，強度與碳纖維復合材料相當，成本更加低廉，易實現(xiàn)商業(yè)規(guī)模化制備。

程群峰說，這種廉價、低溫的高性能多功能石墨烯納米復合材料在航空航天、汽車、柔性電子器件等領(lǐng)域具有廣泛應用前景。

論文通訊作者鮑曼說，薄膜有望最終取代飛機、汽車等設(shè)備使用的碳纖維復合材料。

本文出自東莞市捷誠石墨制品有限公司官網(wǎng)：http://m.qcwgm.com 權(quán)威發(fā)布，    東莞市捷誠石墨制品有限公司是一家集銷售、應用開發(fā)，產(chǎn)品加工的石墨專業(yè)廠家，專門為模具行業(yè)、機械行業(yè)、真空熱處理爐、電子半導體及太陽能光伏產(chǎn)業(yè)等提供石墨材料、石墨電極和相關(guān)的石墨制品，歡迎致電13549365158更多關(guān)于石墨制品方面信息，可回本網(wǎng)站產(chǎn)品頁面詳細了解點擊：石墨制品  石墨模具  石墨坩堝 石墨轉(zhuǎn)子 石墨軸承 石墨板 石墨棒 石墨匣體 石墨熱場 真空爐石墨制品 電子石墨模具