韩国蔚山国立科技大学《Carbon》：室温下制备氧化石墨烯水凝胶“墨水”

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成果简介

韩国蔚山国立科技大学的Rodney S. Ruoff教授团队在《Carbon》期刊发表名为“Graphene Oxide Aerogel ‘Ink’ at Room Temperature, and Ordered Structures by Freeze Casting”的论文，研究提出一种简单的“drop-by-drop”沉积方法，可在室温下制备氧化石墨烯 (GO) 水凝胶。

在5℃下合成了石墨氧化物，使其在碳晶格中具有较低的缺陷密度，然后将其分散在水中形成“G-O（5）”。通过添加 L-抗坏血酸，这种水分散体被转化为 GO(5) 墨水，然后可以将墨水沉积到任何基材上以使用滴管制备水凝胶；使用这种凝胶化方法，无需加热或高压，在室温下1小时内即可形成稳定的水凝胶。具有所需图案和尺寸的水凝胶很容易沉积在各种基材上。这种方法提供了对水凝胶的有效控制，因此很容易将其制成薄膜、纤维和气凝胶等形式。

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图文导读

图1。在室温下制备氧化石墨烯气凝胶的图示

图2。GO(5) 墨水作为一种多功能材料，用于在室温下制备不同的氧化石墨烯宏观材料及其机械性能。

图3。通过冷冻铸造生产的具有有序层状结构的 GO(5) 水凝胶

图4。通过按层状 rG-O(5) 气凝胶制备 rG-O(5) 膜

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小结

在室温下添加 L-抗坏血酸作为还原剂时，通过 Hummers 方法在 < 5 o C温度下合成的 GO 比在 35 o C（过去经常使用的温度）下合成的 GO 更容易形成稳定的水凝胶。这种 GO(5) 水凝胶很容易通过改变浇注的模具制成纤维、薄膜或气凝胶。

文献：https://doi.org/10.1016/j.carbon.2021.07.046