表面涂上一層氧化石墨烯 普通纖維能具有“組裝—精確還原”功能

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，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，就是物體的數量、尺寸、組分、結構和性能等在一次融合—分裂循環(huán)之后可以恢復到原始狀態(tài)。普通材料制品一旦融合便難再復原。”課題組研究發(fā)現，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、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)編織成節點(diǎn)融合的網(wǎng)。這張網(wǎng)保持了一定的強度，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，對于在可逆組裝過(guò)程中固體界面的獨特現象、材料的有效回收和重復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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關(guān)鍵詞： 化石墨烯 纖維 組裝 還原