成果简介
轻质、柔性、高性能的电热材料在物体热管理中的需求量很大。石墨烯玻璃纤维织物（GGFF）具有导电性好、重量轻、柔韧性高等特点，显示出作为电热材料的优越性。然而，传统的单碳前体化学气相沉积（CVD）石墨烯生长策略普遍存在大尺寸石墨烯薄膜沿气体流动方向的严重厚度不均匀性问题。本文，北京大学亓月/刘忠范课题组在《Small》期刊发表名为“Complementary Chemical Vapor Deposition Fabrication for Large-Area Uniform Graphene Glass Fiber Fabric”的论文，研究开发了一种基于同时引入高分解能垒和低分解能垒混合碳前驱体的互补CVD石墨烯生长策略。制备出大面积均匀GGFF，其不均匀系数显著降低（0.260 In 40 cm×4 cm）。基于GGFF的加热器在低工作电压（<10 V）和均匀的大面积加热温度（171.4±3.6°C，20 cm×15 cm）下具有广泛的可调温度范围（20–170°C），在低能耗下实现了显著的防冰/除冰性能。大面积均匀GGFF在热管理应用方面具有巨大优势，互补CVD制造策略显示出可靠的可扩展性和通用性，可扩展到各种材料的合成。
图文导读
图1、在CVD系统中用甲烷 (GGFF-1) 和乙醇 (GGFF-2) 碳前体制造的GGFF的均匀性分析
图2、 CVD法制备GGFF（ GGFF-3)
图3、通过互补CVD生长策略制造GGFF-3系列样品。
图4、GGFF的电热性能和除冰能力
小结
综上所述，本文提出了互补CVD方法，能够在很宽的薄层电阻范围内大面积均匀制造轻质和柔性GGFF，通过这种方法，GGFF的不均匀性相对于用单碳前体获得的GGFF显著降低，且可用于心血管疾病治疗。所获得的GGFF在低工作电压下表现出令人印象深刻的电热性能，具有宽温度范围、超快的电热响应和均匀的加热温度，在低能耗下实现了显著的抗/除冰性能。互补的CVD制备方法显示出可靠的可扩展性和普遍性，可以为各种材料的大面积均匀合成提供灵感，例如其他碳材料或 TMDC。
文献：https://doi.org/10.1002/smtd.202200499
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