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美国莱斯大学开发出碳纳米管增强导电石墨烯泡沫,可以承受自身重量3000倍的重量

2017-02-17 189浏览 标签: 美国石墨烯

2017年2月13日,美国莱斯大学科学家开发出碳纳米管增强的大块导电石墨烯泡沫,可以支撑其自身重量3,000多倍的重量,并且可以很容易弹回到其原始高度。更重要的是它可以被做成任何形状和尺寸,该团队已成功做成了一个螺旋形的高导电石墨烯泡沫。




图:莱斯大学研发的碳纳米管增强石墨烯泡沫,可以承受自身重量数千倍的重量并且仍可以弹回自身原来的高度。


原子薄石墨烯是已知的最强的材料之一,并且具有高导电性多壁碳纳米管在金属、聚合物和碳基复合材料中被广泛用作导电增强材料。莱斯大学James Tour的实验室已经使用纳米管来加强石墨烯二维薄片James Tour说: 我们开发了石墨烯泡但是对于我们想要的那种应用来说,它不够坚韧,所以我们自然而然地使用碳纳米管来加强它。

该三维结构是由粉末状镍催化剂、表面活性剂包裹的多壁纳米管以及使用糖作为碳源来创造的。科研人员将材料混合并将水蒸发掉,将所得的颗粒放在钢制模具中压缩,然后通过在化学气相沉积炉中加热,将可用的碳转化为石墨烯。在进一步处理以除去镍残余物之后,将可以得到模具形状的全碳泡沫,在此次发表的文章中制备的是螺旋形状的全碳泡沫。Tour表示这种方法很容易实现规模化。

       石墨烯泡沫的电子显微镜图像显示纳米管的部分外层已经与石墨烯结合,这解释了碳纳米管为何可以增强石墨烯。没有加入碳纳米管增强体的石墨烯泡沫只能承受其自身重量的150倍,但是它可以快速回到其原来的高度。而加入了碳纳米管的石墨烯在承载超过8500倍的重量时会遭受约25%的不可逆变形。


 

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