电热“焊接”石墨烯宏观材料

来源：研之成理

▲ 共同第一作者：刘英军，梁春园，危安然；

论文DOI: 10.1016/j.mtnano.2018.09.005

作为材料界的明星，石墨烯具有优异的力学、电学、热学等性质已是众所周知了。它已经在众多领域崭露头角，是制备高强高模、高导电、高导热等高性能多功能材料的新型构筑基元。石墨烯宏观材料是由石墨烯基元以特定的方式排列组装而成的固体材料，包括石墨烯纤维、石墨烯薄膜以及石墨烯气凝胶等。

要将石墨烯宏观材料的结构功能一体化特征发挥到淋漓尽致，就离不开二次组装这一过程。然而，如何实现石墨烯宏观材料及其他碳材料的二次组装是一个具有挑战性的难题。近期，浙江大学高超教授团队提出利用原位电热技术，实现石墨烯宏观材料的二次组装。通过原位电镜跟踪了微观尺度石墨烯片层之间的融合行为，结合分子模拟技术，从微观尺度揭示了石墨烯片层之间的融合机理。

原位电热法方法可以用于构筑具有立体结构的石墨烯材料，还可以实现不同维度的石墨烯宏观材料之间的“焊接”；使得石墨烯宏观材料也能像其他材料一样，按照不同需求构建定制结构成为可能。此外，该方法也给除石墨烯以外的其他碳材料的二次组装提供了理论基础。

▲ a. 氢碘酸还原石墨烯膜（GF-HI）的焊接原理图；b. 焊接方式和焊接样品；c、d. 具有代表性接触良好的焊接 GF-HI 样品的 SEM 图。

▲ a-f. 该简便的焊接方法，使得构筑复杂的 3D 结构通过 2D 裁剪的条带就能实现。

该成果是与浙江大学航空航天学院的王宏涛老师、上海交通大学工程力学系的李寅峰老师等团队合作完成的，刘英军博士、梁春园、危安然为论文共同一作，成果发表在 2018 年 Materials Today Nano 期刊的第 3 期上。

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.mtnano.2018.09.005