石墨

北大ACSNano大规模合成具有多功能石

发布时间:2024/12/12 21:21:36   
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本文要点:

通过强制流动化学气相沉积(CVD)方法来制造高质量的石墨烯石英纤维

成果简介

石英纤维是一种广泛使用的增强材料,具有高的拉伸强度和出色的耐热性,如果导电,则可以具有更有吸引力的电气应用,例如电磁干扰屏蔽,静电耗散和应变感应。已经进行了许多尝试来通过导电聚合物的表面涂层或金属膜的镀层来增加石英纤维的电导率,是这种方法会导致牺牲挠性以及重金属污染。本文北京大学刘忠范院士,刘开辉研究员报道了通过强制流动化学气相沉积(CVD)方法设计并大量生产了石墨烯石英纤维(GQF)的混合结构,该结构兼具石墨烯的优异导电性和石英纤维的优异性能。

制成的柔性GQF表现出高灵敏度,快速响应(0。5s)和对有机溶剂蒸气的良好耐久性(个循环),适合作为实时仿生气体传感器。此外,批量生产的GQF可以编织成米级织物,具有可调的电导率(0.2至10kΩ/sq的薄层电阻)和出色的电热转换效率(在24V下几秒钟内达到°C),从而推动在工业电加热器中的应用前景。

图文导读

图1.通过强制流动CVD方法制备GQF

图2.通过不同的CVD参数获得的GQF

图3.基于GQF的仿生蒸汽传感器。

图4.基于进一步编织的GQFF的电热设备。

小结

总之,结合强制性石墨烯的优异电性能和石英纤维的机械柔韧性,通过强制流动CVD方法设计并制备了混合GQF。高电导率,卓越的吸附能力和微妙的结构使GQF成为实时气体检测的候选者。此外,利用石墨烯的柔韧性和石英纤维的高强度,可以将制成的GQF编织成具有可调薄层电阻的平方米规模的GQFF。基于其电热转换效率,GQFF具有出色的电热特性,响应时间短,加热温度超高。这项工作不仅提供了一种多功能的石墨烯纤维材料,而且还研究了传统材料与前沿材料的结合。

文献:



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