北理工化學(xué)學(xué)院在石墨烯功能纖維研究方面取得重要進(jìn)展
發(fā)布日期：2014-04-01 供稿：化學(xué)學(xué)院
編輯：化學(xué)學(xué)院 張鋒 閱讀次數(shù)：
石墨烯獨(dú)特的二維平面原子結(jié)構(gòu)賦予其優(yōu)良的電學(xué)、力學(xué)、熱學(xué)等性能，為新型智能材料提供了廣闊的發(fā)展空間。最近，化學(xué)學(xué)院曲良體教授課題組在石墨烯纖維研究的基礎(chǔ)上，借助激光還原的微加工方法，首次成功制備出具有良好濕度響應(yīng)的智能石墨烯纖維。通過合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，該纖維在外界濕度變化的情況下，表現(xiàn)出了可控的復(fù)雜運(yùn)動如可逆彎曲、彎折、扭曲等智能響應(yīng)。該纖維不僅能夠繼續(xù)加工成濕度響應(yīng)的智能織物，而且經(jīng)過預(yù)先合理設(shè)計(jì)，該纖維在環(huán)境濕度變化的情況下能夠像機(jī)器蟲一樣爬行。該成果已經(jīng)發(fā)表在國際頂級化學(xué)期刊《Angewandte Chemie International Edition》上。
在上述研究的基礎(chǔ)上，該課題組博士研究生程虎虎同學(xué)進(jìn)一步對石墨烯纖維進(jìn)行了巧妙的旋轉(zhuǎn)預(yù)加工，使其表面具有了一定的緊密螺旋結(jié)構(gòu)，制造出一種在外界濕度變化情況下可以沿自身軸向高速旋轉(zhuǎn)的纖維，最高轉(zhuǎn)速可達(dá)5190轉(zhuǎn)每分鐘。他們將這種新型功能纖維不僅用于濕度響應(yīng)的開關(guān)，并且成功開發(fā)為一個小型的濕氣發(fā)電機(jī)，該發(fā)電機(jī)可以通過周圍環(huán)境濕度的變化來產(chǎn)生電能。當(dāng)該成果在線發(fā)表于國際重要材料期刊《Advance Materials》上，國際頂級材料刊物《Nature Materials》立即將北京理工大學(xué)的這項(xiàng)研究結(jié)果作為Research Highlights進(jìn)行了報(bào)道。
在上述研究的基礎(chǔ)上，該課題組博士研究生程虎虎同學(xué)進(jìn)一步對石墨烯纖維進(jìn)行了巧妙的旋轉(zhuǎn)預(yù)加工，使其表面具有了一定的緊密螺旋結(jié)構(gòu)，制造出一種在外界濕度變化情況下可以沿自身軸向高速旋轉(zhuǎn)的纖維，最高轉(zhuǎn)速可達(dá)5190轉(zhuǎn)每分鐘。他們將這種新型功能纖維不僅用于濕度響應(yīng)的開關(guān)，并且成功開發(fā)為一個小型的濕氣發(fā)電機(jī)，該發(fā)電機(jī)可以通過周圍環(huán)境濕度的變化來產(chǎn)生電能。當(dāng)該成果在線發(fā)表于國際重要材料期刊《Advance Materials》上，國際頂級材料刊物《Nature Materials》立即將北京理工大學(xué)的這項(xiàng)研究結(jié)果作為Research Highlights進(jìn)行了報(bào)道。
圖示：螺旋石墨烯纖維在濕度改變下帶動磁鐵旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生電能
相關(guān)鏈接如下：
1. Angew. Chem. Int. Ed., 2013, 52, 10482-10486.
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201304358/full
2. Adv. Mater., 2014, DOI: 10.1002/adma.201305708.
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201305708/full
3. http://www.nature.com/nmat/journal/v13/n3/full/nmat3903.html
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