為了在宏觀尺度上利用石墨烯的優異特性，構筑石墨烯的宏觀體結構成為目前材料領域的研究熱點。在眾多石墨烯組裝體結構中，石墨烯氣凝膠（Graphene Aerogel）是最引人注目的結構之一。

    目前，三維石墨烯氣凝膠宏觀體的制備過程需要采用高成本、低產出以及難操作的冷凍干燥技術或者超臨界干燥技術，將石墨烯水凝膠中的溶劑去除得到最終的氣凝膠結構，這極大程度上限制了石墨烯氣凝膠超材料的大規模和大尺度生產及應用。

    哈爾濱工業大學李惠教授課題組徐翔等人通過調節石墨烯氣凝膠結構的初始剛度以及溶劑蒸發的毛細應力，成功實現了該材料的自然干燥制備（常溫常壓下蒸發樣品所含溶劑并保持其體積不收縮、結構不坍塌）。研究發現，自然干燥技術制備所得石墨烯氣凝膠具有特殊的“殼-核”多孔分級式結構，不同于傳統的“蜂窩狀”多孔結構。這種特殊的“殼-核”結構更利于氣凝膠獲得優良的超彈性以及大范圍可調泊松比等特性。

    該技術所得氣凝膠具有比傳統冷凍干燥或者超臨界干燥技術所得材料更為優良的性能，例如高達99%的可恢復壓縮超彈性、大范圍可調節泊松比特性（-0.30<n<0.46）、高電導率（~1.3 S cm-1）、穩定壓阻效應以及超低導熱系數（0.018W m-1 K-1）等。

    這種低成本、高產出和易操作的自然干燥技術不但可以極大程度推動石墨烯氣凝膠超材料的大規模和大尺度商業生產，而且提供了一種基于泊松比特性設計的石墨烯超材料研究方法，使其可廣泛應用于柔性驅動器、柔性機器人、傳感器、可變形電極材料、藥物傳輸和投放、超輕隔熱保溫及防護材料等。

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責任編輯：王元

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