【摘 要】
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将一维石墨烯片组装成三维宏观体对石墨烯的实际应用至关重要.采用化学氧化剥离石墨烯,一系列石墨烯基复合材料和三维宏观体材料已经被制备出来.但是由于所采用的石墨烯质量
【机 构】
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国科学院金属研究所,沈阳市,110016
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将一维石墨烯片组装成三维宏观体对石墨烯的实际应用至关重要.采用化学氧化剥离石墨烯,一系列石墨烯基复合材料和三维宏观体材料已经被制备出来.但是由于所采用的石墨烯质量不高并且石墨烯片之间存在较大的接触电阻,所以这些石墨烯基复合材料和三维宏观体材料表现lj较差的电导能力.在本文中,我们报导了一种基于模板法的化学气相沉积技术来制备泡沫状的石墨烯t 维网络结构--石墨烯泡沫.石墨烯泡沫由柔性的石墨烯网络互相连接而成,而这些石墨烯网络作为电荷的快速传导通路使得石墨烯泡沫具有很高的电导能力.采用石墨烯泡沫作为导电填料,制备了一种石墨烯泡沫/硅橡胶复合材料.尽管石墨烯在复合材料中的添加量仅为0.5wt％,其电导率却高达10 S/cm,比采用化学剥离法石墨烯制备的复合材料高了近6个数量级.基于石墨烯泡沫独特的网络结构及优异的电学力学性能,展示了石墨烯泡沫/硅橡胶复合材料作为一种弹性导体材料的巨大潜力.利用石墨烯泡沫作为一种三维柔性且高导电的的集流体材料,我们还制备了一种轻质柔性的薄膜锂离了电池.这种电池具有很高的倍率性能和能量密度,并且可以反复弯曲到0.5毫米的曲率半径而不发生破坏.此外,构成石墨烯泡沫的少数层石墨烯对化学环境很敏感,所以利用石墨烯泡沫三维多孔的网络结构,制备了一种高灵敏的气体传感器,可以探测ppm级别浓度的NH3和NO2气体.
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