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石墨烯的世界也有“馬奔”“雁飛”

2017-03-14 18:21:34 作者：本網整理來源：石墨烯聯盟分享至：

    作為非金屬，石墨烯纖維表現出非常好的導電性，完全可與金屬媲美，還在輕量化、強韌性及導熱性上勝出。為了展示柔韌性，科研人員把石墨烯纖維打作一個結，拍成肉眼可視的圖片，入選了2011年國際權威學術刊物《自然》最佳科學圖片之一。

    “在動物的世界，我們會看到角馬成群奔跑，大雁結隊飛翔，那么石墨烯的世界里有沒有類似成群結隊的現象呢？于是，我想帶領課題組的研究生從生物集群效應的角度來觀察石墨烯。”2月23日，浙江大學高分子系教授高超博士接受科技日報記者采訪時說。

    功夫不負有心人。高超講述道，“那天，我們在研究中忽然發現用燈光照射氧化石墨烯溶液會閃耀出多種色彩，覺得十分有趣。用偏光顯微鏡進一步探究，發現氧化石墨烯的水分散液還有特殊紋理結構，對光能夠異向反射和折射，這意味著形成了液晶，即眾多氧化石墨烯片可以自發沿著某個方向有序排列，如同動物世界的馬群雁隊。”

    這一發現猶如打開了新的研究視野，使研究人員不僅可以借助顯微鏡研究納米級的石墨烯單片，還能夠把石墨烯作為集群材料來研究。從而，有望把“新材料之王”在微觀尺度的性能轉化至宏觀尺度。

    既然高分子液晶可以紡絲，那么石墨烯液晶能否紡絲呢？高超告訴記者，當時他的大腦突然被這個想法“電”到。“一開始‘紡’石墨烯并不順利。精工細作也就做出幾厘米長的絲，像男士的短發，很不連續。”高超回憶道。但是，研究人員并沒有氣餒，更沒有放棄。高超指出：“既然可以實現石墨烯從納米級尺度到頭發絲大小，應該有可能再長些。科研一旦認準了方向，就要不斷反復嘗試直至成功，這是一種信念！”

    在高超的指導下，他的博士生許震查閱了許多紡織專業書籍及資料，繼續潛心實驗，慢慢地又做出像女士頭發的長絲。經過不懈努力，終于在2011年的一天，紡出了長達幾米的連續石墨烯纖維！有了這些工作積淀，現在采用傳統化纖紡絲設備，研究人員便可很容易地紡出石墨烯纖維，長達幾百米，解決了國際上“二維納米粒子如何組裝成連續宏觀材料”這個重要科學難題。

    作為非金屬，石墨烯纖維表現出非常好的導電性，完全可與金屬媲美，還在輕量化、強韌性及導熱性上勝出。未來或可應用于衛星、宇宙飛船和可穿戴器件的散熱、電熱及傳感材料等。

    為了展示柔韌性，科研人員把石墨烯纖維打作一個結，拍成肉眼可視的圖片，入選了2011年國際權威學術刊物《自然》最佳科學圖片之一。而這一“結”，讓高超課題組對石墨烯“一往情深”，迄今已專注研究了十年。