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石墨烯材料生长技术获重大进展

北极星储能网  来源:哈尔滨工业大学    2018/3/9 8:38:24  我要投稿  

北极星储能网讯: 近日,哈工大材料科学与工程学院于杰教授及其课题组2014级博士生曾杰在石墨烯材料生长技术取得重大进展,研究成果发表于国际著名材料期刊《先进材料》(Advanced Materials)(影响因子:19.791)。论文题目为“热化学气相沉积生长三维石墨烯纤维”。

石墨烯由于其独特的单原子层结构而具有多方面的优越性质,近年来广受关注,应用前景巨大。但是,由于石墨烯是片状的,应用时极易发生团聚,从而丧失其源于单原子层结构的优越性质,制备具有立体网络结构的三维石墨烯是解决这一问题的有效途径。

目前的三维石墨烯制备技术存在孔隙过大、活性边缘缺失、缺陷多、杂质多、导电性差、力学性能差等问题,材料科学与工程学院博士生曾杰在导师于杰的指导下,利用热化学气相沉积(CVD)成功实现石墨烯片在电纺纳米碳纤维表面的垂直定向生长,获得了一种新型的三维石墨烯连续纤维材料,主要结构和性能指标比现有三维石墨烯材料大幅提高。这项工作首创了一种三维石墨烯连续纤维材料,突破了热CVD不能生长立式石墨烯的难题,找到了快速生长的催化热解方法,并进行了大尺寸块体材料生长示范,消除了立式石墨烯规模化应用的主要障碍,可望快速实现规模化生产。

据悉,课题组已将此项技术成功拓展至其它基底上生长立式石墨烯,如碳纤维、氧化物/碳化物/氮化物纤维、泡沫碳、炭黑、硅颗粒等,可广泛应用于导热/导电/高强复合材料、柔性导体、电磁屏蔽、吸声、储能、催化、吸附净化等领域,展示了巨大的应用潜力。该成果已申请中国发明专利和PCT专利权。

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