中國粉體網(wǎng)訊  日前，在國家自然科學(xué)基金青年基金的資助和長江學(xué)者特聘教授李惠的指導(dǎo)下，我校土木學(xué)院青年教師鐘晶針對碳納米材料的修飾、組裝中存在的亟待解決的界面表面科學(xué)問題與力學(xué)問題展開了系統(tǒng)研究，取得了一系列創(chuàng)新性的研究成果。

    碳納米管與石墨烯是兩種典型的由sp2雜化碳原子構(gòu)成的納米材料，具有極為優(yōu)越的力學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)與化學(xué)穩(wěn)定性能。如何將這類納米材料進(jìn)行可控組裝，制備具有相應(yīng)優(yōu)越物理化學(xué)性能的宏觀體材料是當(dāng)前的一個(gè)研究熱點(diǎn)，也是一個(gè)多學(xué)科交叉領(lǐng)域。這一研究在結(jié)構(gòu)工程、能源工程等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用潛力。

    我校研究人員首先提出了利用碳納米管泡沫的三維自支撐多孔結(jié)構(gòu)作為超級電容器的集流體，通過沉積納米尺度的聚苯胺，制備了柔性可彎折、可壓縮的具有極高單位儲能能力的超級電容器。研究成果于2013年發(fā)表在納米能源領(lǐng)域著名期刊《納米能源》（Nano Energy，影響因子10.3）上，我校為第一作者單位。在此基礎(chǔ)上，受到樹葉結(jié)構(gòu)的啟發(fā)，我校研究人員進(jìn)一步探索了利用可控化學(xué)裁剪技術(shù)將碳納米管局部剪開，并利用其作為組裝單元，通過控制冷凍梯度方向，實(shí)現(xiàn)了對剪開碳納米管氣凝膠孔隙排布方向的控制，并研究了其內(nèi)在規(guī)律和機(jī)制。研究成果以封面的形式發(fā)表在碳材料領(lǐng)域著名期刊《碳》 (Carbon，影響因子6.2)上。

    納米材料的可控組裝可以實(shí)現(xiàn)對多功能器件制備的多尺度設(shè)計(jì)。在前期工作基礎(chǔ)上，我校研究人員利用濕紡法制備了具有超高拉伸能力的形狀記憶聚合物復(fù)合材料纖維，并將該纖維作為基底，分別通過層層靜電組裝和自限制化學(xué)沉積手段，實(shí)現(xiàn)了多尺度的復(fù)合電極的制備。該研究成果近日在納米能源領(lǐng)域著名期刊《納米能源》（Nano Energy，影響因子10.3）刊出。我校是該論文的第一署名單位和唯一通訊作者單位，鐘晶為該論文的第一作者和通訊作者。來自法國國家科學(xué)研究院和美國倫斯勒理工學(xué)院的兩名研究人員參與了該論文的部分工作。