日前，北京航空航天大學(xué)程群峰教授課題組和美國得克薩斯大學(xué)達拉斯分校雷·鮑曼團隊共同采用室溫π—π共軛鍵和共價鍵有序交聯(lián)策略，仿生構(gòu)筑了超強、超韌、高導(dǎo)電的多功能石墨烯復(fù)合薄膜。這種廉價、低溫的高性能多功能石墨烯納米復(fù)合材料在航空航天、汽車、柔性電子器件等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用前景，并有望替代目前廣泛應(yīng)用的碳纖維復(fù)合材料。
據(jù)了解，輕質(zhì)高強的碳纖維復(fù)合材料在日常生活中具有廣泛的應(yīng)用，尤其是在航空、航天、汽車以及運動器材等領(lǐng)域。然而，碳纖維復(fù)合材料在制備和使用時存在諸多缺點：合成碳纖維需要高溫（超過2500攝氏度）石墨化，成本較高；由于較弱的界面作用，碳纖維與聚合物基體之間容易發(fā)生分層；碳纖維復(fù)合材料的電學(xué)性能較低，不能滿足特殊應(yīng)用需求。而新材料可在45攝氏度以下的室溫進行制備，強度與碳纖維復(fù)合材料相當，成本更加低廉，易實現(xiàn)商業(yè)規(guī)?；苽洹４送?，這種薄膜材料的拉伸斷裂強度是普通石墨烯薄膜的4.5倍，韌性是后者的7.9倍。
程群峰介紹，該研究通過原位拉曼表征，從分子尺度揭示了π—π共軛鍵和共價鍵有序界面交聯(lián)作用的強韌機制，為制備高性能石墨烯納米復(fù)合材料提供了重要理論指導(dǎo)。同時，這種小分子有序交聯(lián)的石墨烯復(fù)合薄膜還具有高導(dǎo)電性能、高電磁屏蔽性能，以及優(yōu)異的抗腐蝕性能和耐疲勞性能。
