石墨烯作為一種基礎(chǔ)二維材料具有優(yōu)異的力學(xué)、物理和化學(xué)性能，在能量存儲/轉(zhuǎn)換、膜法水處理等領(lǐng)域表現(xiàn)出了巨大的應(yīng)用潛力。但從器件實用化角度考慮，如何讓二維材料在保持其本征特性的前提下構(gòu)建三維結(jié)構(gòu)并避免重新聚合是拓展其應(yīng)用的關(guān)鍵之一。迄今，人們已經(jīng)開發(fā)了多種方法來獲得三維塊體或薄膜石墨烯自組裝體，如冷凍干燥法、模板制備法、直接化學(xué)氣相沉積法等，但這些方法獲得的三維石墨烯要么密度極低，孔隙極大（幾十到幾百微米），要么密度很大，比表面積主要來自微孔內(nèi)表面（小于1nm的孔洞），而在納米孔（2-100nm）范圍內(nèi)的三維連續(xù)石墨烯自組裝體研究還是一個空白。
三維連續(xù)納米多孔石墨烯膜的制備過程和獲得的氫化石墨（HG）與石墨烯膜的結(jié)構(gòu)分析圖
近期，我?？到⒔淌谂c天津大學(xué)趙乃勤教授合作在此領(lǐng)域取得重大突破。該成果已在線發(fā)表于Nano Energy, 2016,doi:10.1016/j.nanoen.2016.04.019。IF 10.325。他們采用了一種兩步合成新方法，巧妙地避免了納米多孔金屬模板催化劑在高溫下快速長大造成多孔石墨烯孔徑變大的難題，首次獲得了膜孔直徑在1-150nm的連續(xù)多級納米孔石墨烯膜（有效外比表面積可達954.7 m2/g）。將此石墨烯膜組裝成全固態(tài)超級電容器，獲得了超優(yōu)異的電化學(xué)儲能特性：全固態(tài)超級電容器的器件比容量高達38.2 F/cm3，能量密度和功率密度分別達到2.65mWh/cm3和20.8 W/cm3，比國際上已報道出的結(jié)果高出幾倍。這主要得益于其獨特的納米多孔結(jié)構(gòu)。此外，該儲能器件還表現(xiàn)出了優(yōu)異的機械性能，對折180o器件無破損且性能保持不變，這對可穿戴電子產(chǎn)品來說尤為重要。
隨著人們生活品質(zhì)的逐漸提高，可折疊/可穿戴電子產(chǎn)品將會成為未來社會的主流，如可折疊電腦、手機以及用于監(jiān)測人體健康的智能服裝等將會極大改變?nèi)藗兊纳罘绞?，這些產(chǎn)品的快速發(fā)展均離不開高性能柔性電源的支撐?？到⒔淌谂c趙乃勤教授繼去年在此領(lǐng)域取得突破以來（ACS Nano, 2015, 9,481）再次獲得重要進展，其技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化將為該類產(chǎn)品的快速發(fā)展和升級換代提供強大的能源支持。（審核：分離膜與膜過程國家重點實驗室 何本橋 編輯：宣傳部 武冰潔）
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