新型石墨烯材料有望替代碳纖維！

       新華社華盛頓５月(yuè)９日電（記者周舟）中美(měi)科學家組成的(de)國際團隊開發出一種超強韌、高(gāo)導電的(de)石墨烯複合薄膜，可(kě)在室溫條件下(xià)以較低成本制備，有望替代目前廣泛使用(yòng)的(de)碳纖維材料。

　　發表在最新一期美(měi)國《國家科學院學報》上的(de)研究顯示，北(běi)京航空航天大(dà)學程群峰教授課題組和(hé)美(měi)國得(de)克薩斯大(dà)學達拉斯分(fēn)校雷·鮑曼團隊受到天然珍珠母力學結構的(de)啓發，制備出微觀結構類似于珍珠母的(de)有序層狀石墨烯結構。

　　程群峰對(duì)新華社記者說，此前将石墨烯單片機械堆疊成較厚的(de)宏觀材料耗時(shí)費力。例如制備人(rén)頭發厚度的(de)石墨烯薄膜，需要堆疊１５萬層單片石墨烯，且片層間界面作用(yòng)較弱，力學性能較差。

　　珍珠母具有高(gāo)強度、高(gāo)韌性的(de)力學性能，主要得(de)益于内部規整的(de)層狀結構和(hé)離子鍵、共價鍵、氫鍵等豐富的(de)界面作用(yòng)。研究人(rén)員(yuán)采用(yòng)化(huà)學制備法而非機械堆疊制備出這(zhè)種材料。他(tā)們借鑒了(le)珍珠母的(de)層狀連接方式，通(tōng)過在氧化(huà)石墨烯層間引入共價鍵、共轭鍵等不同鍵連的(de)交聯分(fēn)子，将石墨烯納米片牢固地“縫合”在一起，制造出強韌一體化(huà)的(de)高(gāo)導電石墨烯薄膜。

　　程群峰說，這(zhè)種薄膜材料的(de)拉伸斷裂強度是普通(tōng)石墨烯薄膜的(de)４．５倍，韌性是後者的(de)７．９倍。

　　研究人(rén)員(yuán)介紹，傳統碳纖維材料的(de)制備條件需超過２５００攝氏度，但新材料可(kě)在４５攝氏度以下(xià)的(de)室溫進行制備，強度與碳纖維複合材料相當，成本更加低廉，易實現商業規模化(huà)制備。

　　程群峰說，這(zhè)種廉價、低溫的(de)高(gāo)性能多(duō)功能石墨烯納米複合材料在航空航天、汽車、柔性電子器件等領域具有廣泛應用(yòng)前景。

　　論文通(tōng)訊作者鮑曼說，薄膜有望最終取代飛(fēi)機、汽車等設備使用(yòng)的(de)碳纖維複合材料。