​何大平/寇宗魁今日ACS Nano：超快宏观组装，高强度氧化石墨烯薄膜！

论文信息

第一作者：Zhe Wang、Boyang Mao

通讯作者：何大平教授、寇宗魁研究员

通讯单位：武汉理工大学

DOI:10.1021/acsnano.1c09319

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具有可持续高强度的宏观组装氧化石墨烯(GO)薄膜，在用于水净化的离子和分子过滤或用于传感器的快速响应等方面具有广阔的应用前景。传统的自下而上宏观组装制备GO膜通常通过扩大层间空间来优化，从而加快水流通过；然而，该过程通常会导致强度、组装时间和整体厚度三者出现折衷。

图1. GO/NMOF-Co薄膜的超快宏观组装。

文章要点1：在本文中，作者通过将钴基金属-有机骨架纳米片NMOF-Co)的超亲水桥作为额外的水“通道”引入至GO片(GO/NMOF-Co)的层间空间中，从而成功开发出一个高强度宏观薄膜组装体，其厚度从纳米级到厘米级可调。

文章要点2：研究发现，GO/NMOF-Co薄膜的组装时间仅为18 s，比纯GO (154 h)的组装时间快30800倍。更重要的是，所制备出的薄膜强度高达124.4 MPa，比通过过滤制备出的GO薄膜高出3倍以上。

文章要点3：通过引入不同的插层材料，作者系统地研究了亲水性对膜组装的影响，表明除了层间距外，层间亲水性在GO膜的宏观组装中起着更决定性的作用。该研究为高强度二维材料的快速宏观组装提供了基本启示。

图2. 插层剂亲水性和层间距对成膜速率的影响。

图3. 真空过滤快速制备GO/NMOF-Co块体及基于RGO/NMOF-Co气凝胶的压力传感器性能研究。

图4. GO/NMOF-Co薄膜的力学性能。

参考文献

Zhe Wang, Boyang Mao, Ming Zhao, David G. Calatayud, Wei Qian, Peng Li, Zhigang Hu, Huaqiang Fu, Xin Zhao, Shilin Yan, Zongkui Kou, Daping He.Ultrafast Macroscopic Assembly of High-Strength Graphene Oxide Membranes by Implanting an Interlaminar Superhydrophilic Aisle. ACS Nano. 2022. DOI: 10.1021/acsnano.1c09319.

https://doi.org/10.1021/acsnano.1c09319