涂上氧化石墨烯 普通纤维也能自带“返回键”
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融合柱与节点融合网之间可逆转变的宏观照片 受访者供图
科技日报讯 （洪恒飞 柯溢能 吴雅兰 采访人员江耘）近日 ， 浙江大学高分子科学与工程学系高超教授课题组首次发现 ， 湿法纺丝制备的氧化石墨烯纤维在溶剂触发下 ， 能实现精确可逆的融合与分裂 。 尼龙、蚕丝、不锈钢丝、玻璃纤维等传统高分子、金属和陶瓷纤维表面涂上一层氧化石墨烯后 ， 也能够具有“组装—精确还原”的功能 。 这项成果5月7日刊登于《科学》杂志 。
高超说：“所谓精确可逆 ， 就是物体的数量、尺寸、组分、结构和性能等在一次融合—分裂循环之后可以恢复到原始状态 。 普通材料制品一旦融合便难再复原 。 ”课题组研究发现 ， 氧化石墨烯自身带有特殊的性质 ， 包括丰富的含氧官能团、超柔性、自黏接等特性 。 多根氧化石墨烯纤维融合后的粗纤维密度大、孔隙率少 ， 这就使得材料的亲和力刚刚好 ， 彼此能够融合 ， 也能分得开 。
采访人员看到 ， 课题组将13500根氧化石墨烯纤维“融合”成了一根黑柱子 ， 使其能承受680倍的自身重量 。 黑柱子浸入水溶剂后 ， 如一缕头发般散开 ， 分离成13500条纤维 。 这一过程中 ， 单个氧化石墨烯纤维的体积膨胀率达到近40倍 ， 提供了充分的表面形变空间 。
“在溶剂中纤维变软了 ， 就可以拿出来编织成节点融合的网 。 这张网保持了一定的强度 ， 可支撑一辆玩具车 。 也就是说 ， 这些纤维再融合之后依然能作为功能材料来使用 。 ”高超说 ， 神奇之处在于 ， 氧化石墨烯纤维的这种特殊属性还能应用到别的材料上 。
高超表示 ， 相比于已有的研究 ， 课题组此次完成的氧化石墨烯基纤维精确可逆的融合—分裂过程是可控的 ， 而且材料尺寸大 ， 对于在可逆组装过程中固体界面的独特现象、材料的有效回收和重复利用等方面具有启发意义 。
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