3篇顶刊快速了解石墨烯纤维的最新进展

产品简介：自2011年首次发布以来，石墨烯纤维在力学性能、电导率和导热性能方面取得了显著进展。这些令人感兴趣的特性的综合使其在多功能织物、能源收集、电磁干扰屏蔽、超级电容、柔性电池、传感器等领域的应用前景广阔。一般来说，宏观石墨烯纤维可以通过湿法纺丝组装氧化石墨烯(GO)前驱体，然后进行还原处理来制备。但是，结构缺陷和氧化石墨烯纳米片的不完全还原往往阻碍了氧化石墨烯纤维的发展。因此，人们提出了许多不同的策略来优化石墨烯纤维的性能，包括使用大片径氧化石墨烯、采用CVD法制备、调整纺丝条件、插层调节塑化纺丝、高温热还原和与其他材料复合等。

Advanced FunctionalMaterials
Tough, Strong, and Conductive Graphene Fibers by Optimizing Surface Chemistry of Graphene OxidePrecursor

Advanced Functional Materials：北京化工大学的张好斌教授带领团队成员通过优化氧化石墨烯纳米片的表面化学，展示了一种可伸缩且无添加剂的湿纺丝方法，用于制备高性能的原始石墨烯纤维。对比传统的Hummers法制备的氧化石墨烯，本方法制备的氧化石墨烯表面端基(f-GO)更少，特别是痕量羧基。由于层间相互作用更强，更容易形成用于旋转的液晶，并构建紧凑有序的排列。经测试表证，该方案开发的f-GO纤维的抗拉强度达到791.7 MPa，韧性达到24.0 MJ m-3。经温和化学还原后，石墨烯纤维的抗拉强度达到875.9MPa，韧性达到13.3 MJ m-3，导电性达到1.06×105S/m，优于目前报道的大多数化学还原石墨烯纤维。这项工作为高性能石墨烯纤维和柔性可穿戴设备的大规模生产提供了一条全新的有前途的途径。

DOI: 10.1002/adfm.202112156

ACS Nano
Dual-Emitter Graphene Glass Fiber Fabric for Radiant Heating

ACS Nano：北京石墨烯研究院的刘忠范教授采用化学气相沉积(CVD)方法，通过在玻璃纤维上直接生长石墨烯，研制了一种轻质、柔性的双发射极红外电热材料—石墨烯玻璃纤维(GGF)。大面积GGF织物(GGFF)具有与波长无关的高红外发射率(0.92)和热辐射效率(79.4%)，具有超快的电热响应(190.7 C/s )和均匀的加热温度。GGFF的辐射加热能力优于传统合金电热丝，节能33.3%。GGFs有望成为轻质、柔性、节能的红外电热材料，在热管理领域具有广泛的应用潜力。

DOI: 10.1021/acsnano.1c09269

Biosensors and Bioelectronics：
Integrated electrochemical microfluidic sensor with hierarchically porous nanoarrays modified graphene fiber microelectrode for bioassay

Biosensors and Bioelectronics：华中科技大学化学化工学院的肖飞教授开发了一个基于悬浮石墨烯纤维(GF)微电极的集成电化学微流控传感平台，用于生物测定。为了提高GF微电极的电催化活性，采用独特的三维有序分层多孔磷化镍钴(NiCoP)纳米片阵列(NSAs)对其进行修饰。受益于优异的电化学性能和结构优点，所得NiCoP NSAs修饰的GF微电极对神经递质多巴胺（DA）表现出优异的传感性能，具有5.56μA cm -2μM-1的高灵敏度和14 nM的低检测限，以及具有良好的选择性、重现性和稳定性。此外，纳米杂化GF微电极具有小型化的尺寸和良好的机械性能，可以嵌入到自制的微流控芯片中，构建集成的电化学微流控传感装置，已用于在人体最小体积下对DA进行灵敏分析。血清和尿液样本，并原位跟踪神经母细胞瘤细胞SHSY-5Y在刺激下释放的DA，用于神经系统相关疾病的生理病理和药理学研究。

DOI: 10.1016/j.bios.2022.114095

总结语句

石墨烯纤维作为近几年研究比较火热的材料，其作为制备的原材料氧化石墨烯也深受推崇，结合湿法纺丝技术的更新，在很多领域大显身手。本文主要介绍的是通过表面化学优化氧化石墨烯，从而提高石墨烯纤维的诸多性能，其次是CVD法合成石墨烯-玻璃复合纤维，该材料是一款轻质、柔性、节能的红外电热材料，在热管理领域有很大的应用前景。

最后介绍由石墨烯纤维构建的微电极的集成电化学微流控传感平台，该平台可用于生物测定，对于神经系统相关疾病的生理病理和药理学研究有很大的帮助。无论是利用何种方法合成的石墨烯纤维以及复合材料，其应用领域远不止目前这些，期待未来可以在生活中见到石墨烯纤维开发的产品。