液晶由于具有長程有序性，因此被廣泛用來制備高度有序的材料。氧化石墨烯在溶液中也可以形成液晶，它已經(jīng)被成功地用來制備高強度的石墨烯纖維以及薄膜。對于普通尺寸的氧化石墨烯來說，形成高取向的向列相液晶需要很高的濃度（＞10mg mL-1）。但這種高濃度卻不適合用來制備低密度的石墨烯氣凝膠。因此開發(fā)出新方法使氧化石墨烯在低濃度下即可形成液晶來制備取向石墨烯氣凝膠是解決這一問題的關(guān)鍵。
圖 (a, b, c) 水，GO，GO+KOH溶液的SAXS圖像。 (d)堿誘導的氧化石墨烯液晶的偏光顯微鏡圖片。(e)氣凝膠的結(jié)構(gòu)示意圖。（f, g）氣凝膠的不同放大倍數(shù)的掃描電鏡圖像。f和g分別對應的是示意圖e中的方框1和2的位置。 清華大學石高全課題組在上海光源Ｘ射線小角散射光束線站（16B）的支持下，近期在《先進材料》（Advanced Materials）雜志上發(fā)表了題為“Base-Induced Liquid Crystals of Graphene Oxide for Preparing Elastic Graphene Foams with Long-Range Ordered Microstructures”的論文。研究人員通過向氧化石墨烯溶液中加入堿（KOH），誘導氧化石墨烯在較低濃度下（3.5 mg mL−1）形成高取向的向列相液晶，研究了加堿前后氧化石墨烯溶液的小角X射線散射圖像變化，確認了堿誘導氧化石墨烯液晶向更加有序的方向轉(zhuǎn)變。隨后，對這種堿誘導的氧化石墨烯液晶進行水熱還原和冷凍干燥，制備出了石墨烯氣凝膠。通過掃描電子顯微鏡觀察，這種石墨烯氣凝膠成功地繼承了氧化石墨烯液晶的高度取向結(jié)構(gòu)，展現(xiàn)出像木材年輪般的高取向同心圓結(jié)構(gòu)。同時這種取向結(jié)構(gòu)也賦予了氣凝膠良好的壓縮回彈性，從而使氣凝膠可被應用于形變傳感器，可以定量傳感0.5−60%的形變。
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