科學(xué)家發(fā)現(xiàn)三維石墨烯管“超級材料”

作者： 2015年10月27日 來源：互聯(lián)網(wǎng) 瀏覽量：
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近日，中科院上海硅酸鹽研究所和美國賓夕法尼亞大學(xué)、北京大學(xué)合作，發(fā)現(xiàn)一種三維石墨烯管的“超級材料”，這種新型的具有分級多孔結(jié)構(gòu)的材料，兼具遠(yuǎn)優(yōu)于已有碳材料的強(qiáng)力學(xué)、低密度、高導(dǎo)電等特性。相關(guān)研究已發(fā)表
    近日，中科院上海硅酸鹽研究所和美國賓夕法尼亞大學(xué)、北京大學(xué)合作，發(fā)現(xiàn)一種三維石墨烯管的“超級材料”，這種新型的具有分級多孔結(jié)構(gòu)的材料，兼具遠(yuǎn)優(yōu)于已有碳材料的強(qiáng)力學(xué)、低密度、高導(dǎo)電等特性。相關(guān)研究已發(fā)表于《先進(jìn)材料》。
    構(gòu)建低密度超輕材料為目前國際研究熱點(diǎn)。然而，隨著密度的降低，材料的力學(xué)、電學(xué)性能呈指數(shù)降低，同時(shí)材料結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性以及可恢復(fù)形變顯著變差。科學(xué)家夢寐以求的碳基cellular materials(多孔材料)由碳納米管或石墨烯組成，兼具優(yōu)異的力學(xué)和電學(xué)性能。這要求結(jié)構(gòu)單元(碳管或石墨烯片之間)由共價(jià)鍵連接，但是難以實(shí)現(xiàn)。
    研究人員發(fā)現(xiàn)，這種三維石墨烯由四連接的石墨烯納米管通過碳碳共價(jià)鍵鍵合，形成類似金剛石的四配位三維穩(wěn)固結(jié)構(gòu)。它的高強(qiáng)度、超高彈性為所有多孔材料之最。石墨烯空管材料擁有優(yōu)異的電導(dǎo)率，三維石墨烯管可作為性能優(yōu)異的彈性導(dǎo)體，其力學(xué)和電學(xué)性能是目前報(bào)道的多孔石墨烯的兩個(gè)數(shù)量級高，可以應(yīng)用于新能源領(lǐng)域。此外，該材料具有超疏水特性，吸附有機(jī)溶劑超快，吸附有機(jī)溶劑達(dá)自身重量的600倍以上，可用于復(fù)合材料、環(huán)境、能源和生物等領(lǐng)域。

 

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