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橡皮泥狀氧化石墨烯材料即適合3D打印也可以激光加工

作者：中國科學院成都有機化學有限公司來源：http://www.sikpqwc.cn 日期：2016-11-10 13:05:16

作為液相法制備石墨烯的前驅體，氧化石墨烯具有典型的二維大分子構型，其表面多元化的含氧官能團有助于實現復合結構的設計和大規模制備。然而，在現階段研究中，將氧化石墨烯組裝為宏觀構型需要經過較復雜的步驟，如水熱法、濕態紡絲、冷凍干燥等。精細結構設計一般采用光刻、軟刻蝕、直接書寫、3D打印等方法。因此需要尋找一種通用方法，將宏觀和微觀構型設計統一起來。

近期，研究人員通過一種簡便方法制備了加工性極強的橡皮泥狀氧化石墨烯材料。首先，研究人員在氧化石墨烯水溶液中加入一定量的苯胺，由于苯胺和氧化石墨烯之間具有π-π相互作用、氫鍵和靜電相互作用，引起被修飾的氧化石墨烯的團聚，因此通過簡單的攪拌過程就可以得到氧化石墨烯層片緊密排列的實心球體。該橡皮泥狀材料具有較強的可加工型，可以通過模具塑造為各種各樣的形狀。另一方面，該材料具有較大的黏性，可以在加工過程中保持制備的形狀不變，因此適合作為3D打印技術的潛在原料。

在微觀方面，橡皮泥狀氧化石墨烯材料可以用于在不同類型的基底上制備大面積的微型圖案陣列，如通過掩膜版法制備交叉指狀電極，或者通過激光刻蝕法在該材料薄膜表面刻蝕出任意形狀。通過化學法還原后，上述交叉指狀電極具有較高的導電性，將其組裝為超級電容器，測試得到的面積比電容為41.6 mF cm-2，且具有較好的循環穩定性。

在還原過程中，該材料中的苯胺分子很容易被洗去。如果將苯胺聚合成為聚苯胺，有望進一步提升該材料的比電容值。該制備方法得到的類橡皮泥狀氧化石墨烯材料方便后續的宏觀和微觀任意加工調整，為石墨烯材料的先進制造和應用提供了新的機遇。
來源：中國材料網

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