2016年3月24日,浙江大学高分子科学与工程学系高超老师应李勇进教授的邀请于当天下午为我们做了一次精彩的讲座。
讲座在李勇进老师的介绍中拉开帷幕。高超老师研究只要集中在石墨烯、碳纳米管功能化及超支化聚合物领域,在Nature Communications, Scientific Reports, Adv. Mater., J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Prog. Polym. Sci., Adv. Func. Mater., Chem. Commun., Macromolecules, Biomacromolecules, J. Phys. Chem. B, Langmuir, Nanotechnology, J. Mater. Chem. 等在内的国际知名杂志上发表SCI收录文章90多篇,被他引3000余次,获得授权的国家发明专利20多项。主持多项国家自然科学基金,担任《Colloid and Polymer Science》杂志的顾问编委
此次讲座主题是,石墨烯宏观组装材料。讲座一开始,高超老师先为我们介绍了讲座主题的背景——碳时代。随着碳时代的来临,探索新形式的碳成为了时代发展的热点。其中,石墨烯因它多种的特性得到了广泛的关注,而石墨烯真正的应用才刚开始。目前,可以将石墨烯的应用分为四个层次:1 复合材料;2 能源(例如:制作电池等);3 特定性应用(例如:打印电路、海水淡化、柔性接触屏等);4 器件制作(例如:DNA测序、光子电器等等)。
高老师目前研究的方向主要从4个方面:原料宏观制备(Mass production)、材料的宏观组装(Macro-assembly)、微量添加(Micro-addition)以及微型器件(Micro-devices)。高老师认为在他的研究工作中,前两个部分是更为关键的。
高老师说,通过一次偶然的发现,他们发现了石墨烯的液晶现象(通过宏观上的颜色),并经过一些处理将其纺织为纤维。之后通过冻干成孔等方式制成了气凝胶纤维(Aerogel Fibers)以及具有微结构精细的Composite Fibers。在这之后更进一步的研究便是将这些一维的纤维扩大到多维。首先是二维的连续湿纺组装的石墨烯膜(Continuous Wet-spun Graphere Films),这种连续膜的优势很多,它制备快速、柔性好、宽度可控、可编织、膜的厚度可控、结构规整等等。在这种膜的基础上,还有高柔性石墨烯卷纤维,以及可拉伸快速电热石墨烯纤维(目前,高老师正在努力实现这种纤维的可穿戴化)。最后是三维的石墨烯气凝胶,它具有超轻弹性,最低表观密度仅是0.16mg/cm3(1/7空气),这个数字突破了德国和美国通过模板法制备的最好记录。
最后,高超老师告诉我们,要学会抓住“偶然”,即使面对的是其它领域的知识,也不要停下前进的脚步,不要把自己限制在一个“圈”里。
高超教授
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