浙江大学

将二维氧化石墨烯片组装成一维纳米纤维的形式是一种拓扑变换过程。冷冻干燥等已被提出用于制备石墨烯纳米微粒和纳米管，但其长度低于1 cm。静电纺丝作为一种先进的纳米纤维纺丝方法，虽然可以制备石墨烯含量低于5%的聚合物基复合纳米纤维，但过量的聚合物基体在热退火后会降低功能，甚至产生不连续的纤维或粉末。反之，氧化石墨烯含量的增加大大降低了聚合物的粘弹性，从而无法实现静电纺丝。到目前为止，如何连续制备石墨烯纳米纤维仍然是一个挑战。

浙江大学许震、高超教授团队针对石墨烯基材料的3D打印及其在能量转储装置中的应用的最新研究进展进行了系统性的分析和概况。重点介绍了制备可打印的石墨烯基墨水的基本性能要求和理论分析，以及现有文献中可行的GO油墨制备策略；并就3D打印石墨烯材料的在能量转储领域的代表性应用，如电池，超级电容器，太阳能蒸汽发电机，和对电热转换等进行了评述。

作者发展了一种樟脑辅助的冷缩剥离方法，制备了独立支撑的大面积（直径4.2 cm）纳米膜，厚度在16到48nm范围内可控 （图1）。用樟脑替代了传统聚合物，避免了转移过程中残留聚合物的污染；樟脑同时承担界面剥离的作用，规避了金属盐的污染。

基于上述背景，浙江大学高分子科学与工程学系高超教授课题组采用微流控方法，以氧化石墨烯水相溶液作为间断相，Isopar G(C10H24)作为流动相，乙酰聚乙烯乙二醇作为表面活性剂，制备了包括泪滴形等不同形貌的氧化石墨烯液晶液滴，并探究了表面张力、相对流速和粘弹性对其形貌的影响。

石墨烯材料作为电极，一方面可以作为活性材料参与电化学反应。另一方面，它们可以作为导电添加剂来改善电池反应动力学，并作为缓冲结构来支持电极的结构完整性，在提升新型钠、钾、铝离子电池材料性能方面具有独特的优势。在这篇综述中，对通用的石墨烯基电极结构设计原则和提升性能机制进行了归纳、揭示和总结，阐明了石墨烯材料的优点，并重点介绍了可产生高能量密度、快速充电和持久性能的电池的石墨烯电极纳米结构的示例。

浙江大学赵沛副教授课题组在《ACS Appl. Nano Mater.》期刊发表论文，研究提出了一种使用市售的 3M Nexcare 液体绷带 (LB) 转移 CVD 合成石墨烯的简便方法，该方法与传统的聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA) 辅助转移方法完全兼容。

说起石墨烯纤维，不得不提到一个牛人，那就是浙江大学高超教授。 高超，浙江大学求是特聘教授、博导，高分子科学研究所所长，浙江省科协第十届委员会委员、常委，浙江大学学术委员会委员，第二批国家“万人计划”入选者。目前担任Nano-Micro Letters、《中国科…

研究根据聚合物稀溶液理论，增加分子量能够有效降低聚合物临界缠结含量，选用了分子量高达3000万的超高分子量聚合物来降低复合体系中聚合物的含量。超高分子量聚合物能够有效规避氧化石墨烯片层从而形成整体缠结网络，30 wt.%聚合物添加剂能够有效增强氧化石墨烯溶液的粘弹性，使其拉伸比从84%提高到1200%，从而实现了高速吹纺制备石墨烯纤维材料，其纺丝速度高达556 m min-1，比之前湿纺提高了两个数量级，达到了化工纤维的生产水平.

为解析高分子在石墨烯层间诱导的形态之变，浙江大学高超团队将聚丙烯腈限域在GO片层间制备复合薄膜，在2800 oC热处理后，实现了聚丙烯腈的层间限域诱导石墨化过程，得到了高导热、高导电的柔性薄膜。

浙江大学高超课题组在《Carbon》期刊发表名为“Stress relaxation behaviors of graphene fibers”的论文，研究了 GF 的应力松弛行为，并揭示了新生 GF 的应力严重下降。作者发现松弛过程中的应力下降随着取向度和结晶度的提高而减少。

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）团队选取氧化石墨烯为实验模型，揭示了二维氧化石墨烯近固态的弹塑性转变特征，总结了二维材料的塑性行为，提出了以氧化石墨烯为代表的二维材料的精密塑化再加工策略，实现了宏观组装材料表面立体结构的精细构筑，拓展了二维宏观材料的应用前景。