北京航空航天大学研究团队开发出工程用高性能石墨烯片材

 

       该领域的代表材料是石墨烯基复合材料。全球研究人员一直致力于开发适用于工业的石墨烯片材，这些薄片具有高强度和高韧性，适用于从车辆到光电子和神经植入物的各种应用。

       北京航空航天大学教授Qunfeng Cheng表示：“然而，在石墨烯基复合材料可用于高性能应用之前，需要改进其机械和电气性能。而我们开发的交联石墨烯薄片，不含树脂，可在低温下制备，并且添加剂少于10％。"

 

       Cheng和他的团队与Ray Baughman带领的德克萨斯大学达拉斯分校的合作者，已将该成果发表在PNAS杂志上。

 

       Cheng指出：“这些石墨烯片材的强度与叠层碳纤维复合材料的强度相当，并且可以吸收更高的机械能量。”这一进展为将廉价石墨烯片转化为高性能无聚合物石墨烯片提供了一种方法，可用于开发下一代轻质多功能材料。

 

       与传统制造石墨烯复合材料的方法不同，研究人员通过共价交联剂制备交联石墨烯片材。夹层键合在相邻石墨烯层之间桥接，从而避免使用主体聚合物树脂，成功获得无聚合物的纳米复合材料。

 

        实验中，该研究团队表征了材料的拉伸强度、耐久性、电导率以及电磁干扰屏蔽效率，为纳米级构件之间的多种定量设计层状纳米复合材料开辟了道路。此外，该方法还消除了对聚合物基质的需求。

 

        该团队表示，的下一步目标是开发不同交联剂的高性能石墨烯薄片，以满足特定应用的要求，以及开发用于商业应用的大规模生产制造工艺。