清華大學(xué)石高全課題組在中科院上海光源X射線小角散射光束線站的支持下，在石墨烯液晶研究領(lǐng)域獲重要進(jìn)展。相關(guān)研究成果發(fā)表于《先進(jìn)材料》。

氧化石墨烯已成功用于制備高強(qiáng)度石墨烯纖維及薄膜。普通尺寸的氧化石墨烯，形成高取向的向列相液晶需要很高的濃度，但高濃度卻不適合制備低密度的石墨烯氣凝膠。因此開(kāi)發(fā)出新方法使氧化石墨烯在低濃度下形成液晶來(lái)制備取向石墨烯氣凝膠是問(wèn)題的關(guān)鍵。

研究人員通過(guò)向氧化石墨烯溶液中加入堿，誘導(dǎo)氧化石墨烯在較低濃度下形成高取向的向列相液晶，研究了加堿前后氧化石墨烯溶液的小角X射線散射圖像變化，確認(rèn)了堿誘導(dǎo)氧化石墨烯液晶更加有序。研究人員對(duì)堿誘導(dǎo)的氧化石墨烯液晶進(jìn)行水熱還原和冷凍干燥，制備出了石墨烯氣凝膠。通過(guò)掃描電子顯微鏡觀察，這種石墨烯氣凝膠繼承了氧化石墨烯液晶的高度取向結(jié)構(gòu)，展現(xiàn)出像木材年輪般的高取向同心圓結(jié)構(gòu)。同時(shí)這種取向結(jié)構(gòu)也賦予了氣凝膠良好的壓縮回彈性，從而使氣凝膠可被應(yīng)用于形變傳感器。