制備在宏觀尺度上具備二維單片石墨烯的獨(dú)特本征性質(zhì)的石墨烯三維體相材料是材料學(xué)研究中兼具學(xué)術(shù)價(jià)值和實(shí)用意義的重大挑戰(zhàn)。本項(xiàng)目制備得到了一種三維石墨烯宏觀體相材料,其由大量獨(dú)立且懸空的二維石墨烯單元通過片層邊緣的化學(xué)鍵構(gòu)筑而成。該材料具有良好的機(jī)械性能,在常溫可見光下作用下具有電子發(fā)射能力,在瓦特功率級別的可見波段激光或聚焦的太陽光照射下,厘米尺寸的此石墨烯材料樣品可以在真空條件下實(shí)現(xiàn)有效的直接光驅(qū)動,此現(xiàn)象為國內(nèi)外所首次觀察及報(bào)道,為石墨烯帶來了一種激動人心的潛在應(yīng)用價(jià)值。上述材料的制備及相關(guān)性能研究還可為石墨烯在催化,能源轉(zhuǎn)換與存儲等領(lǐng)域的應(yīng)用提供材料支持與相關(guān)理論支撐。
空間飛行器是人類探索宇宙的重要工具,而動力源問題一直羈絆著人類無法走得更遠(yuǎn)。目前幾乎所有的航空、航天飛行均采用化學(xué)驅(qū)動,即通過噴射燃燒的化學(xué)物質(zhì)來獲得驅(qū)動力,光直接驅(qū)動飛行是科學(xué)界和航空界多年的夢想。
1.制備了基于二維石墨烯單元通過片層邊緣的化學(xué)鍵構(gòu)筑而成三維石墨烯體相材料,該材料不僅保留了二維石墨烯材料的本征性質(zhì),而且具備優(yōu)良的機(jī)械及光電性能。 2. 在國內(nèi)外首次觀察到厘米級尺寸的裸眼可見的宏觀石墨烯樣品,只依靠瓦特級別的光作為單一驅(qū)動源,即可實(shí)現(xiàn)較大距離(數(shù)十厘米)的有效的運(yùn)動,并提出了光致電子發(fā)射驅(qū)動的機(jī)理解釋上述三維石墨烯體相材料獨(dú)特的光驅(qū)動, 3. 上述材料的制備與性能研究揭示通過有效合理的結(jié)構(gòu)構(gòu)筑手段,能夠得到以二維石墨烯作為構(gòu)成單元,并有效保留其獨(dú)特二維性質(zhì)和兼具三維宏觀形態(tài)的石墨烯體相材料,此項(xiàng)研究為其它二維材料的開展類似工作并拓展其應(yīng)用提供了范例和思路。
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