清華大學石墨烯液晶研究領(lǐng)域獲重要進展

清華大學石高全課題組在中科院上海光源X射線小角散射光束線站的支持下，在石墨烯液晶研究領(lǐng)域獲重要進展。相關(guān)研究成果發(fā)表于《先進材料》。

氧化石墨烯已成功用于制備高強度石墨烯纖維及薄膜。普通尺寸的氧化石墨烯，形成高取向的向列相液晶需要很高的濃度，但高濃度卻不適合制備低密度的石墨烯氣凝膠。因此開發(fā)出新方法使氧化石墨烯在低濃度下形成液晶來制備取向石墨烯氣凝膠是問題的關(guān)鍵。

研究人員通過向氧化石墨烯溶液中加入堿，誘導(dǎo)氧化石墨烯在較低濃度下形成高取向的向列相液晶，研究了加堿前后氧化石墨烯溶液的小角X射線散射圖像變化，確認了堿誘導(dǎo)氧化石墨烯液晶更加有序。研究人員對堿誘導(dǎo)的氧化石墨烯液晶進行水熱還原和冷凍干燥，制備出了石墨烯氣凝膠。通過掃描電子顯微鏡觀察，這種石墨烯氣凝膠繼承了氧化石墨烯液晶的高度取向結(jié)構(gòu)，展現(xiàn)出像木材年輪般的高取向同心圓結(jié)構(gòu)。同時這種取向結(jié)構(gòu)也賦予了氣凝膠良好的壓縮回彈性，從而使氣凝膠可被應(yīng)用于形變傳感器。