為了在宏觀尺度上利用石墨烯的優(yōu)異特性，構(gòu)筑石墨烯的宏觀體結(jié)構(gòu)成為目前材料領(lǐng)域的研究熱點。在眾多石墨烯組裝體結(jié)構(gòu)中，石墨烯氣凝膠（Graphene Aerogel）是最引人注目的結(jié)構(gòu)之一。

    目前，三維石墨烯氣凝膠宏觀體的制備過程需要采用高成本、低產(chǎn)出以及難操作的冷凍干燥技術(shù)或者超臨界干燥技術(shù)，將石墨烯水凝膠中的溶劑去除得到最終的氣凝膠結(jié)構(gòu)，這極大程度上限制了石墨烯氣凝膠超材料的大規(guī)模和大尺度生產(chǎn)及應(yīng)用。

    哈爾濱工業(yè)大學(xué)李惠教授課題組徐翔等人通過調(diào)節(jié)石墨烯氣凝膠結(jié)構(gòu)的初始剛度以及溶劑蒸發(fā)的毛細(xì)應(yīng)力，成功實現(xiàn)了該材料的自然干燥制備（常溫常壓下蒸發(fā)樣品所含溶劑并保持其體積不收縮、結(jié)構(gòu)不坍塌）。研究發(fā)現(xiàn)，自然干燥技術(shù)制備所得石墨烯氣凝膠具有特殊的“殼-核”多孔分級式結(jié)構(gòu)，不同于傳統(tǒng)的“蜂窩狀”多孔結(jié)構(gòu)。這種特殊的“殼-核”結(jié)構(gòu)更利于氣凝膠獲得優(yōu)良的超彈性以及大范圍可調(diào)泊松比等特性。

    該技術(shù)所得氣凝膠具有比傳統(tǒng)冷凍干燥或者超臨界干燥技術(shù)所得材料更為優(yōu)良的性能，例如高達99%的可恢復(fù)壓縮超彈性、大范圍可調(diào)節(jié)泊松比特性（-0.30<n<0.46）、高電導(dǎo)率（~1.3 S cm-1）、穩(wěn)定壓阻效應(yīng)以及超低導(dǎo)熱系數(shù)（0.018W m-1 K-1）等。

    這種低成本、高產(chǎn)出和易操作的自然干燥技術(shù)不但可以極大程度推動石墨烯氣凝膠超材料的大規(guī)模和大尺度商業(yè)生產(chǎn)，而且提供了一種基于泊松比特性設(shè)計的石墨烯超材料研究方法，使其可廣泛應(yīng)用于柔性驅(qū)動器、柔性機器人、傳感器、可變形電極材料、藥物傳輸和投放、超輕隔熱保溫及防護材料等。

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