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贻贝灵感缺陷项目提高石墨烯纤维的机械强度

作者:佚名 时间:2019-02-27 16:57   

研究人员展示了贻贝对石墨烯纤维的增强作用,以改善不同的材料性能。。 Sang Ouk Kim教授的团队使用聚多巴胺作为有效的渗透粘合剂,以实现石墨烯基液晶纤维的高机械和电性能。。

这种源自生物的缺陷工程与以前使用绝缘粘合剂的尝试有很大不同,并且为柔性和可穿戴设备以及低成本结构材料的各种应用提供了巨大的潜力。。 两步缺陷工程解决了由于石墨烯层在纤维纺丝过程中的折叠和起皱而导致的石墨烯纤维的固有局限性。

生物灵感石墨烯纤维具有广阔的应用前景,包括柔性电子产品、多功能纺织品和可穿戴传感器。2009年,研究团队发现了水介质中的氧化石墨烯液晶,并引入了有效的纯化工艺来去除离子杂质。石墨烯纤维通常由氧化石墨烯水性液晶分散体湿法纺丝,预期表现出优异的导热性和导电性以及优异的机械性能。

然而,由于石墨烯纤维内氧化石墨烯层的弯曲和起皱导致的缺陷和空隙的固有形成,它们的机械强度和导电/导热率仍然远远低于理想值。因此,寻找一种有效的方法来构建具有强层间相互作用的致密堆积石墨烯纤维是一大挑战。

金教授的团队专注于多巴胺的粘附特性,多巴胺是一种受天然贻贝启发的聚合物,可以解决这个问题。在各个领域中研究的功能性聚合物可以增加石墨烯层之间的粘合力并防止结构缺陷。赢咖娱乐登录

金教授的研究团队成功地生产了具有可控结构缺陷的高强度石墨烯液晶纤维。他们还通过聚多巴胺的后碳化过程生产出电导率提高的纤维。

基于多巴胺随后的高温退火类似于石墨烯结构的理论,该团队优化了多巴胺的聚合条件,解决了现有石墨烯纤维固有的缺陷控制问题赢咖娱乐。

他们还证实,由于多巴胺分子中氮的影响,多巴胺的物理性质在不破坏导电性的情况下得到改善,这是常规聚合物的基本限制。

领导这项研究的金教授说:“尽管有技术潜力,使用石墨烯液晶的碳纤维在结构上仍然有局限性。"。该技术将应用于复合纤维制造和各种可赢咖娱乐穿戴纺织应用设备。“博士。第一作者金In-Ho参与了这项工作,并于10月4日被选为《高级材料》的封面。。