Science Advances: 水塑性发泡技术制备石墨烯气凝胶

由固体直接发泡是制造多孔材料的最有效方法。然而，发泡技术很难用于制备纳米颗粒的气凝胶，因为其固体的可塑性被压倒性的界面相互作用所否定。

有鉴于此，浙江大学的高超教授、刘英军副研究员、许震研究员等人，发明了一种溶致塑化发泡的方法，将氧化石墨烯固体直接转化为气凝胶块和微阵列。

本文要点

1）揭示了二维氧化石墨烯的溶致塑性，提出了“溶致塑化发泡”的方法，实现了由固态氧化石墨烯膜连续化、大规模发泡制备气凝胶。水插层可塑化氧化石墨烯固体，使其直接发泡，而不是灾难性的破碎。气泡的形成遵循一般的结晶规则，并允许对细胞壁厚度低至8 nm的纳米精度控制。

2）通过溶塑发泡制备的石墨烯气凝胶具有与聚合物泡沫同样优异的机械稳定性。这事因为溶致塑化与气泡张力的共同作用极大地消除了气凝胶中的搭接缺陷，实现了石墨烯的紧密结合。气泡团簇产生无缝连接的双曲面结构，并使石墨烯气凝胶具有超强的机械稳定性。

3）开发的超灵敏的石墨烯气凝胶微阵列触觉传感器，结合深度机器学习，实现了材料种类及表面字母的精准识别，正确率达到80%以上，远超出人手的触觉灵敏度（人手正确率~30%）。

总之，该工作提供了一种快速且高效的制备超轻、机械稳定性石墨烯气凝胶的溶致塑化发泡方法，为气凝胶的组装制备提供了一种新的普适性方案。

参考文献：

Kai Pang et al. Hydroplastic foaming of graphene aerogels and artificially intelligent tactile sensors. Science Advances, 2020.

DOI: 10.1126/sciadv.abd4045

http://doi.org/10.1126/sciadv.abd4045