北理工化學學院在石墨烯功能纖維研究方面取得重要進展

發(fā)布日期：2014-04-01 供稿：化學學院

編輯：化學學院張鋒閱讀次數(shù)：

　　石墨烯獨特的二維平面原子結(jié)構(gòu)賦予其優(yōu)良的電學、力學、熱學等性能，為新型智能材料提供了廣闊的發(fā)展空間。最近，化學學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，該纖維在外界濕度變化的情況下，表現(xiàn)出了可控的復雜運動如可逆彎曲、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)過預先合理設(shè)計，該纖維在環(huán)境濕度變化的情況下能夠像機器蟲一樣爬行。該成果已經(jīng)發(fā)表在國際頂級化學期刊《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進一步對石墨烯纖維進行了巧妙的旋轉(zhuǎn)預加工，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，該發(fā)電機可以通過周圍環(huán)境濕度的變化來產(chǎn)生電能。當該成果在線發(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的這項研究結(jié)果作為Research Highlights進行了報道。

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

北理工化學學院在石墨烯功能纖維研究方面取得重要進展

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