石墨烯气凝胶成为世界上最轻的材料

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石墨烯气凝胶可以由草叶支撑
石墨烯气凝胶可以由草叶支撑

声称世界上最轻的材料称号不到一年,航空石墨就被一种由石墨烯制成的新型气凝胶击中了冠冕。由中国浙江大学高分子科学与工程系的一个研究小组在高超教授的带领下创建的超轻气凝胶,其密度低于氦气,密度仅为氢的两倍。

尽管气凝胶由美国科学家和化学工程师塞缪尔·斯蒂芬斯·奇斯特勒(Samuel Stephens Kistler)于1931年首次发明,但近来却成为科学研究领域中备受争议的领域。密度为4 mg / cm 3的被称为“ 冷冻烟雾 ” 的“多壁碳纳米管(MCNT)气凝胶” 在2011年失去了密度为0.9 mg / cm 3的微晶格材料的世界最轻的材料称号。不到一年后,铜铁矿以0.18 mg / cm 3的密度称冠。

现在,一个新的头衔持有者被加冕,由Gao和他的团队创建的石墨烯气凝胶的密度仅为0.16 mg / cm 3。为了创造创纪录的材料,Gao和他的团队转向了神奇的材料–石墨烯。基于开发宏观石墨烯材料(包括一维石墨烯纤维和二维石墨烯薄膜)的经验,该团队决定增加另一种尺寸,并用石墨烯制造三维多孔材料,以试图获得这一记录。

高和他的团队采用了一种新的冻干方法,该方法涉及碳纳米管和石墨烯的冻干溶液,以创建可以任意调节的碳海绵,而不是通常用于制造气凝胶的溶胶-凝胶法和面向模板的方法。任何形状。

高教授说:“不需要模板,它的大小仅取决于容器的大小。” “更大的容器可以帮助生产更大尺寸的气凝胶,甚至达到数千立方厘米或更大。”

结果是团队声称这种材料非常坚固且极富弹性,在被压缩后会弹回。它也可以吸收高达900倍于自身重量的油,而且吸收速度很快,一克气凝胶每秒可以吸收多达68.8克有机物,这对于清除海上溢油具有吸引力。

高说:“也许有一天发生漏油事件,我们可以将它们撒在海上并迅速吸收油。” “由于其弹性,吸收的油和气凝胶均可回收。”

研究人员正在研究其他可能的应用,并说它还具有作为相变储能绝缘材料,催化载体或高效复合材料的潜力。

石墨烯气凝胶在《自然》杂志上发表的一篇论文中有详细介绍。

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