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科学家研发橡皮泥状氧化石墨烯材料可用于3D打印

2016/11/10 14:02:20 11057: 来源：中国材料网

摘要：近段时间，研究人员通过一种简便方法制备了加工性极强的橡皮泥状氧化石墨烯材料。

　　【仪表网仪表上游】作为液相法制备石墨烯的前驱体，氧化石墨烯具有典型的二维大分子构型，其表面多元化的含氧官能团有助于实现复合结构的设计和大规模制备。然而，在现阶段研究中，将氧化石墨烯组装为宏观构型需要经过较复杂的步骤，如水热法、湿态纺丝、冷冻干燥等。精细结构设计一般采用光刻、软刻蚀、直接书写、3D打印等方法。因此需要寻找一种通用方法，将宏观和微观构型设计统一起来。
　　

　　近期，研究人员通过一种简便方法制备了加工性极强的橡皮泥状氧化石墨烯材料。首先，研究人员在氧化石墨烯水溶液中加入一定量的苯胺，由于苯胺和氧化石墨烯之间具有π-π相互作用、氢键和静电相互作用，引起被修饰的氧化石墨烯的团聚，因此通过简单的搅拌过程就可以得到氧化石墨烯层片紧密排列的实心球体。该橡皮泥状材料具有较强的可加工型，可以通过模具塑造为各种各样的形状。另一方面，该材料具有较大的黏性，可以在加工过程中保持制备的形状不变，因此适合作为3D打印技术的潜在原料。
　　
　　在微观方面，橡皮泥状氧化石墨烯材料可以用于在不同类型的基底上制备大面积的微型图案阵列，如通过掩膜版法制备交叉指状电极，或者通过激光刻蚀法在该材料薄膜表面刻蚀出任意形状。通过化学法还原后，上述交叉指状电有较高的导电性，将其组装为超级电容器，测试得到的面积比电容为41.6 mF cm-2，且具有较好的循环稳定性。
　　
　　在还原过程中，该材料中的苯胺分子很容易被洗去。如果将苯胺聚合成为聚苯胺，有望进一步提升该材料的比电容值。该制备方法得到的类橡皮泥状氧化石墨烯材料方便后续的宏观和微观任意加工调整，为石墨烯材料的先进制造和应用提供了新的机遇。
　　
　　（原标题：橡皮泥状氧化石墨烯材料）