具有多种功用的复原氧化石墨烯聚合物基多孔超资料
发布时间: 2024-09-18 作者: kaiyun体育平台安全

  气凝胶、泡沫和海绵等多孔资料具有许多共同的机械、热学、电学和化学功能,在隔热、吸附、传感器、催化、储能等方面具有宽广的使用远景。各种柔性多孔资料,包含可紧缩的、可曲折的和可拉伸的多孔资料,现现已过优化它们的多孔微结构而得到遍及的研讨。其间,可拉伸气凝胶和泡沫特别具有吸引力,由于它们在柔性应变/压力传感器、可拉伸导体、柔性电池、柔性超级电容器、可拉伸电磁搅扰(EMI)屏蔽资料、可拉伸热办理资料等方面具有潜在的使用远景。尽管可紧缩和可曲折气凝胶和泡沫现已被广泛研讨和报导,但关于可拉伸气凝胶和泡沫的报导却少得多。许多特别规划的结构,如细胞和层状结构,可以赋予多孔资料高紧缩性和弹性。但是,气凝胶和泡沫的高度多孔结构通常在拉伸时简略决裂。完成高度可拉伸的气凝胶和泡沫是一个巨大的应战。

  近期,同济大学祖国庆课题组受中国传统折纸工艺启示,选用单轴/双轴/三轴热压战略,调控气凝胶多孔结构,构建了具有折叠和内凹多孔结构的高可拉伸、低/负泊松比复原氧化石墨烯(rGO)/聚合物基多孔超资料。该文报导了经过单轴、双轴和三轴热压战略取得的具有低泊松比或负泊松比的高拉伸多孔氧化石墨烯/聚合物纳米复合弹性体。具有正泊松比的高可紧缩性气凝胶可以终究靠这些热压战略转化为具有零或负泊松比的高可拉伸多孔超弹性体。具有紧缩和折叠多孔结构的单轴热压多孔弹性体具有较高的拉伸功能,开裂伸长率为1250%,可逆伸长率大于800%。此外,经过双轴(或三轴)热压得到的具有可重入孔结构的多孔间弹性体具有较高的双轴(或三轴)拉伸功能和负泊松比。证明了所得到的多孔弹性体能使用于超宽呼应应变(0-1200%)和压力(0-9.5 MPa)传感器。此外,它们能使用于智能热办理和电磁搅扰屏蔽,这是经过简略地经过拉伸来调理多孔微结构来完成的。这项工作为高度可拉伸和负泊松比多孔资料拓荒了一条路途,在柔性电子、热办理、电磁搅扰屏蔽、能量存储等方面具有使用可能性。该效果以“Stretchable and negative-Poisson-ratio porous metamaterials”为题宣布在《Nature Communications》。