一種高強(qiáng)度、自支撐、超薄透明的石墨烯薄膜

一種高強(qiáng)度、自支撐、超薄透明的石墨烯薄膜

合肥工業(yè)大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)制備出一種高強(qiáng)度、自支撐、超薄透明的石墨烯薄膜，并將其組裝為全固態(tài)柔性超級(jí)電容器，為下一代柔性電子器件的研發(fā)開(kāi)辟了新路徑。相關(guān)成果4月12日發(fā)表在《化學(xué)》期刊上。


該校教授從懷萍科研團(tuán)隊(duì)與中國(guó)科技大學(xué)、南京大學(xué)等合作，通過(guò)單分子原子力顯微鏡測(cè)量手段，在11種不同有機(jī)分子中發(fā)現(xiàn)了與氧化石墨烯之間的作用力最強(qiáng)的分子——三聚氰胺。通過(guò)在氧化石墨烯納米片層間引入三聚氰胺分子，相鄰兩層納米片的有效接觸大幅增加，使薄膜內(nèi)部氧化石墨烯片層間的相互作用顯著增強(qiáng)，制備出具有優(yōu)異機(jī)械強(qiáng)度的氧化石墨烯薄膜。

一種高強(qiáng)度、自支撐、超薄透明的石墨烯薄膜

據(jù)介紹，該薄膜由兩層氧化石墨烯單層膜組成，厚度僅為22納米，無(wú)需輔助材料即可實(shí)現(xiàn)自支撐，并可通過(guò)增減單層膜層數(shù)實(shí)現(xiàn)厚度和性能的可控調(diào)節(jié)。同時(shí)，該薄膜橫向尺寸達(dá)厘米級(jí)，具備可裁剪性和優(yōu)異的拉伸性，且對(duì)強(qiáng)酸強(qiáng)堿高度兼容。


實(shí)驗(yàn)表明，該薄膜在可見(jiàn)光550納米處透光率高達(dá)84.6%，經(jīng)過(guò)原位還原后仍保持優(yōu)異的機(jī)械和光學(xué)性能。石墨烯薄膜電阻僅有420方阻。由該薄膜組裝成的全固態(tài)柔性超級(jí)電容器具有較高的體積電容值、良好的電機(jī)械穩(wěn)定性。在循環(huán)充放電7500圈后，該薄膜電容值保留高達(dá)91.4%。

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