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近日，哈工大材料科學(xué)與工程學(xué)院于杰教授團(tuán)隊(duì)在石墨烯材料生長(zhǎng)技術(shù)取得重大進(jìn)展，研究成果發(fā)表于國(guó)際著名材料期刊《先進(jìn)材料》，論文題目為“熱化學(xué)氣相沉積生長(zhǎng)三維石墨烯纖維”。

哈工大在石墨烯材料生長(zhǎng)技術(shù)取得重大進(jìn)展

據(jù)了解，石墨烯由于其獨(dú)特的單原子層結(jié)構(gòu)而具有多方面的優(yōu)越性質(zhì)，近年來(lái)廣受關(guān)注，應(yīng)用前景巨大。但是，由于石墨烯是片狀的，應(yīng)用時(shí)極易發(fā)生團(tuán)聚，從而喪失其源于單原子層結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性質(zhì)，制備具有立體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的三維石墨烯是解決這一問題的有效途徑。

目前的三維石墨烯制備技術(shù)存在孔隙過(guò)大、活性邊緣缺失、缺陷多、雜質(zhì)多、導(dǎo)電性差、力學(xué)性能差等問題，材料科學(xué)與工程學(xué)院博士生曾杰在導(dǎo)師于杰的指導(dǎo)下，利用熱化學(xué)氣相沉積（CVD）成功實(shí)現(xiàn)石墨烯片在電紡納米碳纖維表面的垂直定向生長(zhǎng)，獲得了一種新型的三維石墨烯連續(xù)纖維材料，主要結(jié)構(gòu)和性能指標(biāo)比現(xiàn)有三維石墨烯材料大幅提高。

這項(xiàng)工作首創(chuàng)了一種三維石墨烯連續(xù)纖維材料，突破了熱CVD不能生長(zhǎng)立式石墨烯的難題，找到了快速生長(zhǎng)的催化熱解方法，并進(jìn)行了大尺寸塊體材料生長(zhǎng)示范，消除了立式石墨烯規(guī)?；瘧?yīng)用的主要障礙，可望快速實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)。

據(jù)悉，課題組已將此項(xiàng)技術(shù)成功拓展至其它基底上生長(zhǎng)立式石墨烯，如碳纖維、氧化物／碳化物／氮化物纖維、泡沫碳、炭黑、硅顆粒等，可廣泛應(yīng)用于導(dǎo)熱／導(dǎo)電／高強(qiáng)復(fù)合材料、柔性導(dǎo)體、電磁屏蔽、吸聲、儲(chǔ)能、催化、吸附凈化等領(lǐng)域，展示了巨大的應(yīng)用潛力。該成果已申請(qǐng)中國(guó)發(fā)明專利和PCT專利權(quán)。