近日，哈工大材料科學與工程學院于杰教授及其課題組2014級博士生曾杰在石墨烯材料生長技術(shù)取得重大進展，研究成果發(fā)表于國際著名材料期刊《先進材料》(Advanced Materials)(影響因子：19.791)。論文題目為“熱化學氣相沉積生長三維石墨烯纖維”。

石墨烯由于其獨特的單原子層結(jié)構(gòu)而具有多方面的優(yōu)越性質(zhì)，近年來廣受關(guān)注，應用前景巨大。但是，由于石墨烯是片狀的，應用時極易發(fā)生團聚，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)存在孔隙過大、活性邊緣缺失、缺陷多、雜質(zhì)多、導電性差、力學性能差等問題，材料科學與工程學院博士生曾杰在導師于杰的指導下，利用熱化學氣相沉積(CVD)成功實現(xiàn)石墨烯片在電紡納米碳纖維表面的垂直定向生長，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)和性能指標比現(xiàn)有三維石墨烯材料大幅提高。這項工作首創(chuàng)了一種三維石墨烯連續(xù)纖維材料，突破了熱CVD不能生長立式石墨烯的難題，找到了快速生長的催化熱解方法，并進行了大尺寸塊體材料生長示范，消除了立式石墨烯規(guī)模化應用的主要障礙，可望快速實現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)。

據(jù)悉，課題組已將此項技術(shù)成功拓展至其它基底上生長立式石墨烯，如碳纖維、氧化物/碳化物/氮化物纖維、泡沫碳、炭黑、硅顆粒等，可廣泛應用于導熱/導電/高強復合材料、柔性導體、電磁屏蔽、吸聲、儲能、催化、吸附凈化等領域，展示了巨大的應用潛力。該成果已申請中國發(fā)明專利和PCT專利權(quán)。

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