近日，浙江大學(xué)高分子科學(xué)與工程學(xué)系高超教授課題組首次發(fā)現(xiàn)，濕法紡絲制備的氧化石墨烯纖維在溶劑觸發(fā)下，能實(shí)現(xiàn)精確可逆的融合與分裂。尼龍、蠶絲、不銹鋼絲、玻璃纖維等傳統(tǒng)高分子、金屬和陶瓷纖維表面涂上一層氧化石墨烯后，也能夠具有“組裝—精確還原”的功能。這項(xiàng)成果5月7日刊登于《科學(xué)》雜志。
高超說(shuō)：“所謂精確可逆，就是物體的數(shù)量、尺寸、組分、結(jié)構(gòu)和性能等在一次融合—分裂循環(huán)之后可以恢復(fù)到原始狀態(tài)。普通材料制品一旦融合便難再?gòu)?fù)原。”課題組研究發(fā)現(xiàn)，氧化石墨烯自身帶有特殊的性質(zhì)，包括豐富的含氧官能團(tuán)、超柔性、自黏接等特性。多根氧化石墨烯纖維融合后的粗纖維密度大、孔隙率少，這就使得材料的親和力剛剛好，彼此能夠融合，也能分得開(kāi)。
記者看到，課題組將13500根氧化石墨烯纖維“融合”成了一根黑柱子，使其能承受680倍的自身重量。黑柱子浸入水溶劑后，如一縷頭發(fā)般散開(kāi)，分離成13500條纖維。這一過(guò)程中，單個(gè)氧化石墨烯纖維的體積膨脹率達(dá)到近40倍，提供了充分的表面形變空間。
“在溶劑中纖維變軟了，就可以拿出來(lái)編織成節(jié)點(diǎn)融合的網(wǎng)。這張網(wǎng)保持了一定的強(qiáng)度，可支撐一輛玩具車(chē)。也就是說(shuō)，這些纖維再融合之后依然能作為功能材料來(lái)使用。”高超說(shuō)，神奇之處在于，氧化石墨烯纖維的這種特殊屬性還能應(yīng)用到別的材料上。
高超表示，相比于已有的研究，課題組此次完成的氧化石墨烯基纖維精確可逆的融合—分裂過(guò)程是可控的，而且材料尺寸大，對(duì)于在可逆組裝過(guò)程中固體界面的獨(dú)特現(xiàn)象、材料的有效回收和重復(fù)利用等方面具有啟發(fā)意義。(洪恒飛 柯溢能 吳雅蘭 記者 江耘)
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