石墨烯气凝胶可3D打印了,将广泛应用于能量存储等领域
来源:Ryan Chen/LLNL
一种新型石墨烯气凝胶将为能源储存、传感器、纳米电子、催化和分离等带来福音。美国能源部劳伦斯利福摩尔国家实验室的研究人员通过3D打印技术制备了石墨烯气凝胶微晶格,这种气凝胶有一个精心设计的结构。该研究发表于4月22日出版的《自然通讯》杂志上。
这种3D打印石墨烯气凝胶具有高比表面积、超高导电性、非常轻便、具有很好的机械刚度,并具有超压缩性能。此外,3D打印的石墨烯气凝胶微晶格更利于质量传输。气凝胶是由凝胶合成的多孔超轻材料,它也经常被称为“蓝烟”。以前尝试批量生产石墨烯气凝胶,但最后得到的材料具有的孔结构并没有传输方面的应用,例如分色、液流电池和压力传感器等。
“石墨烯气凝胶作为以可控和可扩展方式为特殊应用提供量身定做的结构,还面临一定的挑战,而我们现在解决了。”论文合著者、工程师马库斯·沃斯雷说,“3D打印允许我们智能化设计气凝胶的孔洞结构,允许我们对在其中运输的传质过程进行控制,对其本身钢化等物理性能进行优化。”
在该过程中,通过将氧化石墨烯悬浮液和二氧化硅混合,形成均匀高粘性的墨水。之后这些氧化石墨烯墨水装入注射器管,并通过一微喷嘴来绘出3D结构。另一位论文作者、工程师朱成(音)表示:“适应3D打印技术的气凝胶,其力学性能和可压缩性能都是此前工艺无法企及的,这让复杂的气凝胶体系结构更有能力适应广阔的应用。”
新材料在线编译整理——翻译:杨超 校正:摩天轮
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