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我校在碳纳米材料致密组装领域取得进展
发布人:周文松  发布时间:2017-05-31   浏览次数:13

日前,在国家自然科学基金的资助下,我校土木学院青年教师钟晶开展了关于碳纳米材料可控组装,制备具有优越电化学性能的宏观体材料,相关研究成果发表于国际著名期刊《先进功能材料》(Advanced Functional Materials,影响因子11.382),我校为第一署名单位与共同通信作者,第一作者为土木学院硕士研究生于燕歌。

包括石墨烯在内的纳米材料及其相关研究是当前最为活跃的前沿科学研究领域之一。为满足实际应用需求,新一代的便携式和柔性电子设备(如笔记本电脑、智能手机、平板电脑、谷歌眼镜等)体积有限,因此具有高体积性能的柔性超级电容器的研究至关重要。

利用流体力学基本原理,我校研究人员报道了一种具有普适性的纳米材料高效致密组装策略。他们采用广泛应用于水过滤系统的中空管超滤膜的死端过滤技术来组装超级电容器电极材料。与传统的真空辅助过滤相比,混合物透过多孔膜的过滤过程在更高(~MPa)的压力下进行,可以更快地消除溶剂,能量消耗少而且环保。在流体压力作用下,不仅可以实现碳纳米管在石墨烯层间的均匀分布和嵌入,而且具有极高的堆积密度。该柔性超级电容器展示出极高的体积能量、功率密度以及循环变形作用下电化学性能的稳定性。值得指出的是,死端过滤的纳米结构合成与优化不限于在该具体研究中使用的纳米材料,具有较强的普适性。

根据上述合成策略,钟晶博士与材料科学与工程学院的徐成彦教授合作,首次提出了将原位压缩合成策略应用于碳纳米管高分子复合材料的制备,并且制备了具有极高碳纳米管含量以及优越力学性能的复合材料,目前该工作发表在国际期刊《复合材料科学与技术》(Composites Science and Technology,影响因子为3.897)。

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.201606461/full

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0266353816320188