刘英军

我们提出了一种机械-电气双场协同配向工程策略，利用柔性和高导热性 GF 制造出高度垂直配向的 GF 阵列，阵列密度高（33.5 mg cm-2），配向度优（0.88）。通过双场协同调节，垂直排列的纤维可以建立更有效的热通路。

针对使用激光闪射仪测量石墨质膜导热性能过程中存在的误差因素，根据激光闪射法测量的基本原理、测量要求及样品厚度适用范围，讨论了测试过程中表面预处理条件、仪器参数设置及数据分析与后处理等对测试结果的影响，探索实现导热性能准确评估的测试方案，以期实现碳基薄膜材料导热性能的准确评估与一致性认识。此外，还对石墨烯厚膜和常见各向同性材料的激光闪射仪准确导热测量进行探究，以满足多元化的热测量要求。

这种机械稳健性源于其跨尺度多孔结构，该结构由双曲微孔和多孔纳米纤维组成，具有较大的弹性变形能力。研究进一步揭示了柔性和超弹性GNFA 作为电传感器在检测拉伸和弯曲变形方面表现出的高灵敏度和超稳定性。将GNFA 传感器安装到人的手指上，并通过多层人工神经网络实现了高精度的手语智能识别，就是最好的证明。这项研究提出了一种高柔性、高弹性的石墨烯气凝胶，可用于传感器技术中的可穿戴人机界面。

通过设计分子相互作用提出了一种全新的层间缠结调控策略，突破了仿贝壳石墨烯基复合纤维韧性和强度的极限。在对缠结网络的调控中，指出材料机械性能的两个增强趋势：（1）引入氢键，形成额外的动态凝聚缠结点，增强层间缠结网络，促进载荷的有效传递和应力的平均分布，实现了石墨烯基仿贝壳材料更高的强度和韧性的组合。纤维的最高强度能够达到1.58 GPa，韧性52 MJ/m3。（2）同时引入氢键和金属离子配位键，增强层间缠结网络，制备的纤维强度为2.3 GPa，杨氏模量有253 GPa，实现了更高强度和刚度的组合，超过了以往常见层状复材的增强策略。

这种近乎固态的塑料膨胀工艺使纺织品中的石墨烯保持了较高的结构有序性和可控密度，并在密度为 0.4gcm-3 时表现出创纪录的高达103MPa的抗拉强度和高达1.06×104S m-1 的导电性。GAF 纺织品具有113MPa的高强度、多种电学和热学功能以及高孔隙率，可作为更多功能材料。塑料膨胀法为制造各种气凝胶纤维纺织品提供了一种通用策略，为其现实应用铺平了道路。

该项工作提供了一种先进的石墨烯基TIM，具有优异的环境适应性和抗疲劳性能，扩大了其在极端环境中的应用，如高超声速飞行器、高通量卫星和大功率雷达系统。

拉曼光谱和XRD的结果表明，与纯的GPs相比，在较低热处理温度下，催化剂的加入有助于GPs结构缺陷的修复，提高其石墨化程度。催化动力学研究表明，硼的加入能显著降低石墨化反应的活化能，加快石墨化过程。在2000℃下热处理，加入硼催化剂的GPs电导率约为3400 S·cm-1，比纯GPs高47%,石墨化度提高了80%。硼催化石墨化是降低GO石墨化温度、大幅降低GPs生产成本的有效方法，获得的GPs可广泛应用于柔性器件、电磁屏蔽等领域。

浙江大学高分子系高超教授（共同通讯）、许震研究员（共同通讯）、刘英军副研究员（共同通讯）团队，利用氯化铜作为掺杂剂，实现了低密度、高柔性、耐高温、高导电掺杂石墨烯膜材料的制备。相比于纯石墨烯膜，其载流子浓度、载流子迁移率均有所提高，比导电率超过大部分金属。此外，掺杂石墨烯膜具有极高的电磁屏蔽效能，在高低温、腐蚀性等极端环境中都可稳定使用。

浙江大学高分子系高超教授、许震研究员、刘英军副研究员团队揭示了二维氧化石墨烯片层的溶致塑性，提出了“溶致塑化发泡”的方法实现了石墨烯气凝胶的大规模连续化与高精度微型化制备，可比拟聚合物泡沫的“热塑发泡”制备方法。同时，“溶塑发泡”的石墨烯气凝胶具有与聚合物泡沫同样优异的机械稳定性。团队与浙江大学体育系彭玉鑫研究员合作，开发了超灵敏的石墨烯气凝胶微阵列触觉传感器，通过人工智能算法，石墨烯气凝胶手指传感器展现了超出人手的触觉灵敏度。