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成果简介
高效、轻便、轻便、低频的吸音材料在消声和隔音方面的需求量很大。然而，一些候选材料的应用受到其大空间、质量或吸声性能不理想的限制，尤其是在低频声波区。由于超高的孔隙率、超轻的重量和优异的内在特性，石墨烯网络结构可以成为有前途的吸音材料。通常，由于机械强度较差，因此需要通过聚合物、金属或陶瓷来增强此类石墨烯材料。
本文，哈尔滨工业大学（深圳）材料学院汪桂根副教授团队在《Adv. Mater. Interfaces》期刊发表名为“Lightweight Low-Frequency Sound-Absorbing Composites of Graphene Network Reinforced by Honeycomb Structure”的论文，研究提出了一种蜂窝结构增强石墨烯网络的新方法，其中石墨烯用作吸声体，同时引入柔性芳纶蜂窝芯以增强石墨烯复合材料。在这项工作中，柔性芳纶蜂窝使石墨烯网络结构的抗压强度提高了1000倍，而密度仅提高了2.5倍。此外，石墨烯网络的吸声系数在 700 Hz 时对于 30 mm 的厚度约为 0.9。此外，在大于1000Hz的频率范围内，吸声系数在0.9以上。因此，石墨烯复合材料有望为低频区域吸声体的工程设计节省空间和重量。
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图文导读
图1、制备石墨烯复合材料流程
图2、芳纶蜂窝结构中石墨烯典型分布的表面 SEM 图像。
图3、所获得石墨烯的表征结果：a) XPS 光谱，b) X 射线衍射图，c) 拉曼光谱，以及 d) AFM 图像。
图4、GN 和 GN-AHS（矩形）的机械性能
图5、具有不同厚度的 GN (20 mg cm -3 )的吸收系数：a) 10 mm，b) 15 mm，c) 20 mm，d) 25 mm，和 e) 30 mm。f) 低频吸收系数比较。
图6.不同形状和尺寸的 GN-AHS 的吸收系数
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小结
通过冷冻干燥方法制造GN-AHS，其尺寸可以达到 600 mm × 600 mm。柔性芳纶蜂窝抗压强度提高1000倍，密度仅提高2.5倍。本文GN和GN-AHS由于其在低频区域的吸声系数更高，更节省空间，重量更轻，在柔性吸声领域有着非常广阔的应用前景。
文献：
https://doi.org/10.1002/admi.202100183
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