查看原文
其他

同济大学祖国庆博士:拥有“三头六臂”的新型超弹性石墨烯气凝胶

老酒高分子 高分子科技 2022-04-17
点击上方“蓝字” 一键订阅

作为一种新型纳米多孔材料,石墨烯气凝胶具有许多优异的性能,比如:极低的密度、极高的孔隙率、良好的导电性和可压缩性等。它们在能源存储、催化、吸附、压力/应变传感、隔热、电磁屏蔽等领域具有良好的应用前景。然而,传统的石墨烯气凝胶在制备过程中收缩较大,并且弹性、疏水性和功能性有限,不能满足实际应用的需求。

针对石墨烯气凝胶存在的上述问题,同济大学青年教师祖国庆通过引入胺基硅烷作为交联剂和还原剂,合成了超弹性多功能的石墨烯气凝胶。经过C-N偶联和水解缩聚反应,胺基硅烷可以同时实现对氧化石墨烯的交联和还原。通过对比不同的胺基硅烷,发现采用胺丙基甲基二乙氧基硅烷制备得到的石墨烯气凝胶性能最佳。


图1. 以胺基硅烷为交联剂和还原剂,合成超弹性石墨烯气凝胶。


一个胺丙基甲基二乙氧基硅烷分子扮演了三个角色(“三头”):交联剂、还原剂和疏水改性剂。获得的石墨烯气凝胶具有六个优异的性能(“六臂”):高比表面积、超疏水和超低密度、超弹性、高效隔热、高效的三组分分离、柔性电子皮肤应变/压力传感。其收缩小,比表面积可达472 m2/g,与水的接触角可达160°,密度低至1-5 mg/cm-3,经受99%的压缩能够完全反弹,热导率低至0.019 W·m-1K-1,可以实现三组分的油/染料/水的高效分离。并且,基于该气凝胶的柔性传感阵列具有高的灵敏度和优异的耐潮湿性能,能够探测宽的应变范围“0-80%”以及10 Pa至10 kPa的压力范围。该工作为柔性多功能多孔材料的设计与合成提供了新的思路。


图2. 拥有“三头六臂”的新型石墨烯气凝胶。


论文链接:

Guoqing Zu, et al. Superelastic Multifunctional Aminosilane-Crosslinked Graphene Aerogels for High Thermal Insulation, Three-Component Separation, and Strain/Pressure-Sensing Arrays.

https://doi.org/10.1021/acsami.9b16746


相关进展

一材多用的“两面神”型石墨烯基气凝胶:用于高效切换分离不同种类油水乳液

多功能柔性石墨烯/聚有机硅氧烷气凝胶温度/应变/压力传感阵列

中科院苏州纳米所张学同研究员团队在石墨烯气凝胶领域取得重要进展

贵州大学邵姣婧教授课题组:基于未除酸氧化石墨制备石墨烯气凝胶用作高性能超级电容器电极材料

中科院大连化物所吴忠帅研究员团队在石墨烯气凝胶应用于高体积比能量锂硫电池研究取得新进展

高分子科技原创文章。欢迎个人转发和分享,刊物或媒体如需转载,请联系邮箱:info@polymer.cn

关注高分子科学技术 👉


长按二维码关注

诚邀投稿

欢迎专家学者提供稿件(论文、项目介绍、新技术、学术交流、单位新闻、参会信息、招聘招生等)至info@polymer.cn,并请注明详细联系信息。高分子科技®会及时推送,并同时发布在中国聚合物网上。

欢迎加入微信群 为满足高分子产学研各界同仁的要求,陆续开通了包括高分子专家学者群在内的几十个专项交流群,也包括高分子产业技术、企业家、博士、研究生、媒体期刊会展协会等群,全覆盖高分子产业或领域。目前汇聚了国内外高校科研院所及企业研发中心的上万名顶尖的专家学者、技术人员及企业家。

申请入群,请先加审核微信号PolymerChina
(或长按下方二维码),并请一定注明:高分子+姓名+单位+职称(或学位)+领域(或行业),否则不予受理,资格经过审核后入相关专业群。

这里“阅读原文”,查看更多


您可能也对以下帖子感兴趣

文章有问题?点此查看未经处理的缓存