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[学术] 韩泰熙教授组开发出像塑料一样轻比金属更容易缠绕的“石墨烯弹性纤维”
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  • 2021-02-16 09:48:20

  汉阳大学的有机纳米工学系韩泰熙教授组和檀国大学的李元俊教授研究组在本月20日共同开发了具有扭曲特性的石墨烯弹性纤维。 

 

▲从左起李元俊教授,严元植博士,韩泰熙教授。(ⓒ汉阳大学)

▲从左起李元俊教授,严元植博士,韩泰熙教授。(ⓒ汉阳大学)

 

  现有的研究为了测量和分析的容易性,大部分都集中在强化抗拉特性上进行研究。对此,研究组为了使石墨烯粒子因很强的引力结合的同时具有较高的纤维取向度,用棒状的碳纳米管紧密地连接了片状的石墨烯,并不断地拉伸制造出了具有高取向度的纤维。这样得到的纤维具有比金属强8倍,比高分子强300倍的强度。各重量的强度比率(单位:MPa 1/2 cm3 g-1)为19,比超级纤维碳纤维更轻更强。特别是,碳纤维比起扭曲更能承受拉拽的力量,而石墨烯纤维表现出了更能忍受扭曲的非常罕见的性质。

 

 .▲石墨烯弹性纤维和现有物质的抗拉抗剪强度比较。(ⓒ韩国研究财团)

.▲石墨烯弹性纤维和现有物质的抗拉抗剪强度比较。(ⓒ韩国研究财团)

 

   研究组希望此次提出的纳米组装纤维的扭曲强度测定方法和弹性测定方法将广泛应用于纳米物质组装体的强度特性研究。期待将不仅在需要优秀的扭曲特性的人工肌肉或传感器领域发挥作用,还将为提高需要高抗剪度的汽车、航空、机械、建筑材料的强度做出贡献。


  韩教授说:“石墨烯纤维具有优秀的扭曲度和弹性,纺丝过程长期稳定,因此可持续大量生产的可能性很高。”由韩国研究财团支援而进行的此次研究结果刊登在了国际学术杂志《Nature Communications》上。论文题目为“Carbon nanotube-reduced graphene oxide fiber with high torsional strength from rheological hierarchy control”(通过流变学的层次控制所制造的具有优异抗扭强度的碳纳米管-石墨烯纤维)。

 


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