哈工大在石墨烯材料生長技術(shù)取得重大進展

　　近日，哈工大材料科學(xué)與工程學(xué)院于杰教授團隊在石墨烯材料生長技術(shù)取得重大進展，研究成果發(fā)表于國際著名材料期刊《先進材料》，論文題目為“熱化學(xué)氣相沉積生長三維石墨烯纖維”。

　　哈工大在石墨烯材料生長技術(shù)取得重大進展

　　據(jù)了解，石墨烯由于其獨特的單原子層結(jié)構(gòu)而具有多方面的優(yōu)越性質(zhì)，近年來廣受關(guān)注，應(yīng)用前景巨大。但是，由于石墨烯是片狀的，應(yīng)用時極易發(fā)生團聚，從而喪失其源于單原子層結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性質(zhì)，制備具有立體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的三維石墨烯是解決這一問題的有效途徑。

　　目前的三維石墨烯制備技術(shù)存在孔隙過大、活性邊緣缺失、缺陷多、雜質(zhì)多、導(dǎo)電性差、力學(xué)性能差等問題，材料科學(xué)與工程學(xué)院博士生曾杰在導(dǎo)師于杰的指導(dǎo)下，利用熱化學(xué)氣相沉積(CVD)成功實現(xiàn)石墨烯片在電紡納米碳纖維表面的垂直定向生長，獲得了一種新型的三維石墨烯連續(xù)纖維材料，主要結(jié)構(gòu)和性能指標(biāo)比現(xiàn)有三維石墨烯材料大幅提高。

　　這項工作首創(chuàng)了一種三維石墨烯連續(xù)纖維材料，突破了熱CVD不能生長立式石墨烯的難題，找到了快速生長的催化熱解方法，并進行了大尺寸塊體材料生長示范，消除了立式石墨烯規(guī)模化應(yīng)用的主要障礙，可望快速實現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)。

　　據(jù)悉，課題組已將此項技術(shù)成功拓展至其它基底上生長立式石墨烯，如碳纖維、氧化物/碳化物/氮化物纖維、泡沫碳、炭黑、硅顆粒等，可廣泛應(yīng)用于導(dǎo)熱/導(dǎo)電/高強復(fù)合材料、柔性導(dǎo)體、電磁屏蔽、吸聲、儲能、催化、吸附凈化等領(lǐng)域，展示了巨大的應(yīng)用潛力。該成果已申請中國發(fā)明專利和PCT專利權(quán)。