清華材料學院朱紅偉教授在多功能石墨烯宏觀組裝研究方面取得了新進展

清華材料學院朱紅偉教授在多功能石墨烯宏觀組裝研究方面取得了新進展

清華新聞網，7月5日-7月3日，清華大學材料學院朱紅偉教授，在先進材料上發表了通過一種簡便的生物材料，合成具有整形和自愈特性的多功能石墨烯復合材料，并發表了有關礦化激發過程的研究論文，本文提出了一種快速合成高性能石墨烯的方法。提出了一種室溫下多功能石墨烯宏觀組件，通過節水調節石墨烯組件的軟硬狀態，實現了重復成型和可回收利用的功能，有望用于石墨烯材料的多維、多尺度快速加工成型。

石墨烯是一種具有優異的力學、電學、熱學和光學性能的二維碳材料，石墨烯的高效制備和宏觀組裝對其大規模應用具有重要意義，目前，傳統的石墨烯宏觀組裝的制備方法需要嚴格的反應條件，而且一次制備一次。因此，石墨烯宏觀結構的任意塑性在需要復雜石墨烯結構和器件的應用中尤為重要。

為了解決這些問題，朱紅偉教授的研究小組將功能性氧化石墨烯添加到仿生礦化凝膠體系中，形成氧化石墨烯、無定形碳酸鈣納米粒子和聚丙烯酸交聯網絡結構（圖），該復合材料在潮濕狀態下具有柔性、延展性和可拉伸性，并且可以。用于復雜的成型，在干燥條件下保持原有形狀，具有較高的強度、韌性和硬度，通過控水實現兩種狀態的可逆轉變，同時復合材料具有良好的塑性和自愈能力，可進一步進行改性或加工，以滿足變形的需要。根據具體應用需要（如儲能、執行機構、傳感器等），該方法簡單、高效、成本低，可推廣到其它柔性材料中。

近年來，朱洪偉教授的研究團隊專注于低維材料的可控制備、性能表征和應用技術開發，在結構設計、柔性器件、環境/能源等領域取得了許多重要成果，相關工作發表在化學學會期刊評論，先進材料，納米信件和科學進展。

本文第一作者是清華大學材料學院博士生林書元。本文作者是日本東京理工大學的朱紅偉教授和秦澤武教授，這項研究得到了國家自然科學基金中國基礎科學中心項目及相關項目的支持。

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