成果简介

层状3D结构有利于提高石墨烯气凝胶的电性能，如导电性、电磁干扰(EMI)屏蔽效率(SE)和压力敏感性。本文，中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所钱波等研究人员在《Adv.Mater.Technol》期刊发表名为“ANewStrategyof3DPrintingLightweightLamellarGrapheneAerogelsforElectromagneticInterferenceShieldingandPiezoresistiveSensorApplications”的论文，研究展示了基于剪切稀化和冰生长抑制机制的3D打印层状石墨烯气凝胶(LGA)策略。精心设计的狭缝挤出打印头用于生产剪切稀化氧化石墨烯(GO)水性分散体。将叔丁醇添加到GO水基分散体中以抑制冰的生长，这将破坏GO薄片的排列。在对打印的GO样品进行冷冻干燥和化学还原后，制备了轻质LGA。与传统方法相比，本文提出的策略具有更好的尺寸和形状可伸缩自由度。LGA的导电率高达.6Sm1，这对于石墨烯基气凝胶来说是相当高的。得益于层状结构和高导电性，气凝胶在厚度为3mm的X波段的EMISE高达68.75dB，而绝对EMISE高达.9dBcm3g-1。LGA还可用作压电压力传感器，具有高压缩应力和快速响应时间。

图文导读

图1、3D打印LGA工艺示意图

图2、GO分散体的流变特性和狭缝挤出头

图3、挤压过程的模拟和实验结果

图4、GOA和GA的结构性质

图5、GA的电磁干扰(EMI)屏蔽

图6、GA-T4的压缩特性和压阻特性

小结

总之，提出LGA结构的3D打印方法。克服该方法挑战的两个关键解决方案是设计和制备挤出头，以在狭缝厚度仅为50m的GO片材上执行均匀的剪切变薄应力，以及保持GO片材的取向结构通过TBA在冷冻基质上的冰生长抑制作用。首次通过DIW方法演示LGA结构，有效增加了结构形状和尺寸的可扩展自由度。LGA结构具有高导电性、电磁干扰（EMI）屏蔽效率（SE）和压力敏感性，在石墨烯基气凝胶中显示出巨大的竞争优势。

文献：

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