本文，中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所王金清研究員、楊生榮研究員團(tuán)隊(duì)等在《Carbon》期刊發(fā)表名為“Super durable graphene aerogel inspired by deep-sea glass sponge skeleton”的論文，研究受深海玻璃海綿啟發(fā)，采用一種簡便的水熱自組裝策略制備了具有多尺度分層細(xì)胞結(jié)構(gòu)的還原氧化石墨烯（rGO）氣凝膠。rGO氣凝膠的這種分層細(xì)胞結(jié)構(gòu)是通過將碳壁變?yōu)榧?xì)胞結(jié)構(gòu)而獲得的，可以從納米到宏觀分解為六個(gè)層次。值得注意的是，經(jīng)過多步縮減的rGO 氣凝膠在超高壓縮下顯示出顯著的柔韌性和韌性：在90%的高應(yīng)變下20000次壓縮循環(huán)后，原始高度的99.9%保持不變，而高度的79.8%在99%的極端應(yīng)變下經(jīng)過10 000次壓縮循環(huán)后仍然保持不變。
此外，rGO氣凝膠表現(xiàn)出出色的抗壓強(qiáng)度：99%應(yīng)變下的應(yīng)力為1.5 MPa，強(qiáng)度與密度之比為177kPa cm3 mg?1，克服了一般石墨烯氣凝膠耐應(yīng)力能力低的缺點(diǎn)。此外，rGO氣凝膠顯示出42.7Sm-1的高電導(dǎo)率和異常穩(wěn)定的電流信號(hào)響應(yīng)，即使在極端應(yīng)變下經(jīng)過數(shù)萬次壓縮循環(huán) (99%) 也是如此。這種石墨烯氣凝膠的優(yōu)異性能證明了其作為具有高穩(wěn)定性和寬檢測(cè)范圍的壓阻傳感器的巨大潛力。
總之，以深海玻璃海綿骨架為啟發(fā)制備的rGO氣凝膠。具有超低密度（≤10 mg cm -3)、高導(dǎo)電性、優(yōu)異的機(jī)械性能（包括優(yōu)異的彈性、高強(qiáng)度密度比和抗疲勞性）以及在超大應(yīng)變下的超穩(wěn)定電流信號(hào)響應(yīng)。優(yōu)異的性能主要?dú)w功于這種 rGO 氣凝膠從納米到宏觀的結(jié)構(gòu)層次，其中小的低級(jí)細(xì)胞分散并緩沖外力，以保護(hù)結(jié)構(gòu)在受到極端壓縮時(shí)不被破壞，以及高質(zhì)量的rGO層間相互作用。因此，這種rGO氣凝膠展示了其作為可穿戴應(yīng)變傳感器的實(shí)際應(yīng)用潛力。
