本文要点：

一种合成核壳结构石墨烯气凝胶的新方法

成果简介

许多工程应用需要具有多功能机械性能的轻质材料。石墨烯气凝胶（GAs）已成为潜在的候选材料。然而，迄今为止报道的GA显示出较弱的机械强度。本文报告了一种借助硼酸盐交联剂的两步冻结方法制备核-壳结构的GA。大的温度梯度可以控制冰晶的成核和生长，导致形成密集堆积的核和稀疏堆积的壳。通过在芯和壳之间连续分配机械载荷，可以将这种独特的结构转变为高抗压强度（在50％应变下为43.43kPa）和弹性。它可以从70％的应变和50％的应变下的次压缩循环中完全恢复。GA还显示出对电阻的出色压缩敏感性，并且首次报道了在空气中高达°C的4kPa静力作用下残余应变可忽略不计的GA的抗蠕变性。形成的核-壳GA表现出稳定的压电效应，超低导热率和优越的电导率。独特的架构及其多功能的机械性能使其在包括柔性传感器，执行器，隔热和电子产品在内的一系列应用中具有广阔的前景。

图文导读

图1。一步法和两步冷冻法合成GAs和结构的示意图，以及不同合成步骤中GHs和GAs的照片。

图2。（a，b）GA-1和（d，e）GA-2的纵向和横截面的SEM图像。（c，f）GA-1和GA-2的不同横截面区域。（g，h）分别在GA-2的核和壳区域中定向的六角形细胞结构。（i）（b）和（e）分别标出的五个不同区域的平均孔面积。

图3。GO薄板，GA-1和GA-2的理化性质的表征，（a）XRD图谱，（b）拉曼光谱，（c）XPS光谱，和（d）TGA曲线。

图4。GA-2和GA-1的压缩特性

图5。GA-2和GA-1的强度恢复率和ξ的变化

图6。GA-2的机电性能。

小结

总之，使用两步冷冻法和硼酸盐交联剂，形成了具有独特核-壳结构的GA。与常规的一步冻结方法相比，这种新的两步冻结方法可以调节石墨烯水凝胶中不同区域的冰晶形态。这种新的GA合成方法可以扩展为设计具有独特的分层核-壳结构的各种多功能材料。该多功能GA还可在柔性电子设备，传感器，执行器等中找到多种应用。

文献：Core-shellstructuredgrapheneaerogelswithmultifunctionalmechanical,thermalandelectromechanicalproperties