用石墨烯調(diào)控可望制備高性能纖維

用石墨烯調(diào)控可望制備高性能纖維

隨著移動智能終端的普及與柔性可穿戴電子設(shè)備的快速發(fā)展，柔性傳感器成為人們關(guān)注的熱點。然而，實現(xiàn)柔性可穿戴電子傳感器的高分辨、高靈敏、快速響應(yīng)、低成本制造和復雜信號檢測仍有很大的挑戰(zhàn)。亞微米或納米級導電纖維有望為柔性可穿戴電子傳感器提供一種簡單易控的電阻監(jiān)測解決方案。

用石墨烯調(diào)控可望制備高性能纖維

近日，浙江大學教授宋義虎告訴記者，他領(lǐng)銜的研發(fā)團隊多年來在浙江省自然科學基金的資助下，針對國際上高分子納米復合材料界面結(jié)構(gòu)研究與調(diào)控難度大、流變行為研究結(jié)論分歧大、流變-加工性能關(guān)聯(lián)難度大等問題開展了系統(tǒng)深入的工作，為高性能化、功能化高分子納米復合材料的結(jié)構(gòu)控制與加工定制提供了新思路，為強極性高分子纖維材料高濃低黏環(huán)保制備工藝提供了新方法。



省自然科學基金杰出青年項目“采用石墨烯調(diào)控高分子溶液的流變行為與靜電紡絲工藝性”于去年底通過了結(jié)題驗收。



據(jù)介紹，石墨烯（Graphene）具有突出的電學性能、導熱性、透光性和超大比表面積等特點，在電子、信息、能源和材料等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。靜電紡絲是一種制備亞微米或納米級纖維的簡單而靈活的技術(shù)，廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)藥工程、傷口涂覆、分離過濾和化學傳感器等領(lǐng)域。

用石墨烯調(diào)控可望制備高性能纖維

靜電紡絲過程和所制納米纖維的形態(tài)與性能高度依賴于操作參數(shù)（如施加電壓、流速、收集距離等）和所用高分子的性質(zhì)（如分子量、濃度、黏度、導電性和溶液表面張力等），其中紡絲液黏度對纖維形貌起關(guān)鍵作用。



科研人員在建立納米粒子吸附層結(jié)構(gòu)的流變-量熱-介電譜等多技術(shù)聯(lián)合檢測方法、高分子納米復合材料逾滲機制、線性流變時間-濃度疊加原理等方面取得一系列突破。



在理論研究指導下，首次通過粒子-高分子界面層構(gòu)筑實現(xiàn)黏度變化高達4個數(shù)量級的復合材料液-固轉(zhuǎn)變的調(diào)控，首次發(fā)現(xiàn)粒子相可逆非線性流變行為的“擁堵-去擁堵”轉(zhuǎn)變特征，基于粒子相黏彈性原理與結(jié)構(gòu)調(diào)控原則發(fā)展了具有吸油、吸附染料、超彈性等多功能特性的石墨烯氣凝膠材料。重要的是，本研究在理論指導下發(fā)現(xiàn)獨特的納米粒子降黏現(xiàn)象，揭示了降黏現(xiàn)象產(chǎn)生的條件和原理，據(jù)此可采用極少量（0.01%）石墨烯納米粒子大幅拓寬高分子納米纖維靜電紡絲濃度區(qū)間。

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