石墨烯纖維打結(jié)圖
浙江大學(xué)教授高超研究團(tuán)隊近日在石墨烯纖維的規(guī)?；苽浼案咝阅芑确矫嬖俅稳〉眯峦黄疲瑑善撐南群蟀l(fā)表于《先進(jìn)材料》。
高超團(tuán)隊針對如何提升石墨烯纖維的力學(xué)性能和導(dǎo)電性能兩大關(guān)鍵問題開展了系統(tǒng)研究。首次提出了“全尺度協(xié)同缺陷工程”策略，實現(xiàn)了高性能石墨烯纖維的規(guī)?；苽?，所得石墨烯纖維直徑最細(xì)可達(dá)1.6 μm（約為頭發(fā)絲的1%~2%），力學(xué)強(qiáng)度最高可達(dá)2.2GPa，導(dǎo)電率達(dá)到8×105 S/m，代表了石墨烯纖維目前最高的性能水平。
基于此，該團(tuán)隊進(jìn)一步采用“化學(xué)摻雜”方法，將氯化鐵、溴、鉀等物質(zhì)引入到石墨烯纖維內(nèi)部，得到摻雜的石墨烯纖維能顯著提高載流子濃度，使其導(dǎo)電率有了數(shù)量級的提升。例如，纖維的導(dǎo)電率高達(dá)2.2×107S/m，高于金屬鎳（1.5×107 S/m）、接近金屬鋁（3.5×107 S/m）。另外，由于石墨烯纖維的密度遠(yuǎn)低于金屬，其比導(dǎo)電率（導(dǎo)電率與密度的比值）約是鎳的8倍、銅的2倍，并與鋁相當(dāng)。高超告訴《中國科學(xué)報》記者，高的比導(dǎo)電率使石墨烯纖維在輕質(zhì)導(dǎo)線、電動馬達(dá)、信號傳輸、能源儲存與轉(zhuǎn)化、電熱器、電磁屏蔽、場發(fā)射等領(lǐng)域有巨大的潛在應(yīng)用價值。
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