近日，哈工大材料科學與工程學院于杰教授團隊在石墨烯材料生長技術取得重大進展，研究成果發(fā)表于國際著名材料期刊《先進材料》，論文題目為“熱化學氣相沉積生長三維石墨烯纖維”。

據(jù)了解，石墨烯由于其獨特的單原子層結(jié)構(gòu)而具有多方面的優(yōu)越性質(zhì)，近年來廣受關注，應用前景巨大。但是，由于石墨烯是片狀的，應用時極易發(fā)生團聚，從而喪失其源于單原子層結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性質(zhì)，制備具有立體網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的三維石墨烯是解決這一問題的有效途徑。

目前的三維石墨烯制備技術存在孔隙過大、活性邊緣缺失、缺陷多、雜質(zhì)多、導電性差、力學性能差等問題，材料科學與工程學院博士生曾杰在導師于杰的指導下，利用熱化學氣相沉積(CVD)成功實現(xiàn)石墨烯片在電紡納米碳纖維表面的垂直定向生長，獲得了一種新型的三維石墨烯連續(xù)纖維材料，主要結(jié)構(gòu)和性能指標比現(xiàn)有三維石墨烯材料大幅提高。

這項工作首創(chuàng)了一種三維石墨烯連續(xù)纖維材料，突破了熱CVD不能生長立式石墨烯的難題，找到了快速生長的催化熱解方法，并進行了大尺寸塊體材料生長示范，消除了立式石墨烯規(guī)模化應用的主要障礙，可望快速實現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)。

據(jù)悉，課題組已將此項技術成功拓展至其它基底上生長立式石墨烯，如碳纖維、氧化物/碳化物/氮化物纖維、泡沫碳、炭黑、硅顆粒等，可廣泛應用于導熱/導電/高強復合材料、柔性導體、電磁屏蔽、吸聲、儲能、催化、吸附凈化等領域，展示了巨大的應用潛力。該成果已申請中國發(fā)明專利和PCT專利權。