哈工大在石墨烯气凝胶超材料研究方面取得突破

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日前，哈尔滨工业大学土木工程学院李惠教授课题组年轻教师徐翔、博士张强强、本科生俞祎康以第一作者身份在国际著名期刊《先进材料》（Advanced Materials）（2015年影响因子为18.96）发表了题为《自然干燥方法制备具有超弹性和可调节泊松比特性的石墨烯气凝胶》的科研论文，徐翔和李惠教授为共同通讯作者，哈工大为第一作者和通讯作者唯一单位。

为了在宏观尺度上利用石墨烯的优异特性，构筑石墨烯的宏观体结构成为目前材料领域的研究热点。在众多石墨烯组装体结构中，石墨烯气凝胶(GrapheneAerogel)是最引人注目的结构之一。目前，三维石墨烯气凝胶宏观体的制备过程需要采用高成本、低产出、难操作的冷冻干燥技术或超临界干燥技术，去除石墨烯水凝胶中的溶剂，从而得到最终的气凝胶结构。李惠教授课题组通过调节石墨烯气凝胶结构的初始刚度和溶剂蒸发的毛细应力，成功实现了该材料的自然干燥制备，实现了常温常压下蒸发样品所含溶剂并保持其体积不收缩、结构不坍塌。通过该技术所得到的气凝胶具有比传统冷冻干燥或者超临界干燥技术所得材料更为优良的性能，例如高达99%的可恢复压缩超弹性、大范围可调节泊松比特性、高电导率、稳定压阻效应以及超低导热系数等。这种低成本、高产出和易操作的自然干燥技术不但可以极大程度推动石墨烯气凝胶超材料的大规模和大尺度商业生产，而且提供了一种基于泊松比特性设计的石墨烯超材料研究方法，使其可广泛应用于柔性驱动器、柔性机器人、传感器、可变形电极材料、药物传输和投放、超轻隔热保温及防护材料等。

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