多功能柔性石墨烯泡沫

石墨烯具有优异独特的物理性能,在能量储存、电子器件、传感器、油污清理等领域具有巨大的商业应用前景。因此,石墨烯的研究近几年来获得了学术界和工业界的广泛关注。构建三维多孔的石墨烯泡沫是利用石墨烯优异性质的一种重要途径。目前,已有不少关于石墨烯泡沫的制备和性能研究方面的研究报道。然而,常规石墨烯泡沫的制备通常需要冷冻干燥过程或者化学气相沉淀(CVD)工艺,不仅制备过程复杂、成本极高,所制备的石墨烯泡沫力学性能也比较差、不具备压缩回弹性等问题,因而制约了石墨烯泡沫的应用。基于这些问题,寻找工艺简单、成本低、可量产柔性石墨烯泡沫的途径成为石墨烯研究领域一项具有挑战性的课题。

针对上述问题,上海交通大学化学化工学院以及上海市绝缘与热老化重点实验室江平开教授、黄兴溢副研究员领导的课题组发明了一种低成本、高性能的聚合物基石墨烯泡沫材料,拓展了石墨烯泡沫的研究思路。这种泡沫是以氧化石墨烯和商品化的聚氨酯泡沫为原料,在水相中通过一种自组装途径制备的。制备方法具有环保、工艺简单、可量产等优点。获得的聚合物基石墨烯泡沫材料具有三维二元结构。这种独特的结构使石墨烯泡沫不但拥有表层石墨烯的特点,而且保留了聚氨酯泡沫材料的优点。因此,这种聚合物基石墨烯泡沫具有高电导率、高表面疏水性、优异的力学性能、循环性能,在压敏传感器、油水清理等领域具有商业应用潜力。相关工作得到了国家自然科学基金以及高等学校博士学科点专项科研基金的资助。