成果简介
将纯石墨烯这样的关键材料有序排列成手性向列结构，有可能给光子学、手性分离和能量存储领域带来革命性的变化。然而，受控制造具有长程手性向列介孔结构的高有序石墨烯薄膜非常具有挑战性，因此至今尚未实现。本文，中国科学院大连化学物理研究所吴忠帅 研究员团队等在《ADVANCED MATERIALS》期刊发表名为“Chiral Nematic Graphene Films with a mesoporous Structure”的论文，研究介绍了一种手性模板引导的化学气相沉积生长策略，该策略以纳米晶纤维素为模板，可精确制备介孔手性向列石墨烯薄膜。研究证明，这种石墨烯薄膜具有左旋有序性、手性向列介孔结构、可调孔径（6.4-13.1 nm）、定制间距、优异的导电性（556 S cm-1）、高比表面积（1508 m2 g-1）和机械柔韧性。在 Na 阳极镀上这种薄膜后，由于其独特的手性向列结构和可调整的物理化学特性，可实现均匀的 Na 镀层，且不会形成枝晶。薄膜还实现了令人印象深刻的随厚度变化的电磁屏蔽，即 35-63 dB，这证明了其潜在的多学科应用。
图文导读
图1、EISA 和 CVD 增长从 CNC 到 CNG 薄膜的转变示意图
图2、CNG的形态和结构表征。
图3、独立式 CNG 薄膜作为稳定的无树晶Na阳极主体，用于引导均匀的Na电镀
图4、NCNG薄膜的EMI屏蔽性能和机制。
小结
我们报道了一种手性模板定向 CVD 方法，该方法以 CNC 为模板，可制备具有介孔和长程手性向列结构的柔性独立 CNG 薄膜。由于 CNG 薄膜具有高导电性、优异的手性向列和介孔结构、柔性和轻质，因此可用作 Na 金属宿主，以控制 Na 扩散，确保无枝晶的稳定阳极。它还能有效屏蔽电磁干扰。由于 CNC 和其他种类的螺旋生物大分子（如蛋白质和磷脂）数量丰富且成本低廉，使用这些材料作为 CVD 的模板可能会扩展到其他二维手性介孔材料的生长，而不仅限于石墨烯。这项工作很好地克服了在单个石墨烯构件的特性与其产生的大规模结构的新特征之间建立联系所面临的挑战。因此，这种手性模板指导的 CVD 策略将为在光电转换、能量存储、电磁学和分离等各种应用中创造出大量手性向列材料铺平道路。
文献：https://doi.org/10.1002/adma.202411955
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