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浙江大學秦發(fā)祥研究員團隊 AFM: 高精度3D打印還原氧化石墨烯氣凝膠膠帶

2023-06-08 來源：高分子科技

直接墨水書寫（DIW）是從氧化石墨烯（GO）前體墨水實現3D打印石墨烯氣凝膠的最便捷方法。然而，由于對分散體的GO分子結構和流變性能之間的關系缺乏了解，GO分散系無法適應高精度3D打印，印刷精度仍保持在數百微米左右。打印精度低不僅限制了傳感器性能的優(yōu)化，也阻礙了其在微精密電子設備領域的應用。另一方面，GO氣凝膠的較低的結構穩(wěn)定性也限制了其商業(yè)化和大規(guī)模制造。這些問題阻礙了3D打印GO氣凝膠在科學研究以及工業(yè)應用領域的發(fā)展。

近期，浙江大學秦發(fā)祥研究員團隊和尹俊研究員團隊通過調控氧化石墨烯片層結構（圖1），分析各個基團對分散液流變性能與均勻性的影響（圖2），得出制備3D打印墨水最適的氧化石墨烯片層分子結構。結合氧化石墨烯分散液3D打印墨水的制備工藝，實現氧化石墨烯分散液直寫打印性能的優(yōu)化，提升打印精度以及保真度，實現更高精度（70μm）的3D打�。▓D3）。以膠帶作為柔性基底，將開發(fā)的還原氧化石墨烯氣凝膠結構粘在膠帶上，使其不易在外力作用下打印結構被破壞，克服其低強度，低模量，難以承受高應變的弱點。同時，充分發(fā)揮其導電性與壓阻特性，在充分研究其電磁屏蔽與柔性傳感性能的基礎上，開發(fā)出可用于機器人電子皮膚的還原氧化石墨烯氣凝膠膠帶（圖4）。并且依托高精度高保真度的3D打印結構，實現傳感性能提升與傳感器件的小型化，拓寬了其應用領域，為其規(guī)�；a與產業(yè)化應用打下堅實基礎。

圖1氧化石墨烯分子調控結構表征

圖2氧化石墨烯水分散系流變性能調控

圖3 3D打印多層氧化石墨烯多層氣凝膠結構

圖4 還原氧化石墨烯氣凝膠膠帶柔性傳感性能表征

該工作以“Ultraprecise 3D Printed Graphene Aerogel Microlattices on Tape for Micro Sensors and E-Skin”為題發(fā)表在《Advanced Functional Materials》上，（Doi：10.1002/adfm.202302545）。文章的第一作者是浙江大學直博生陳騫。

原文鏈接：https://doi.org/10.1002/adfm.202302545

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（責任編輯：xu）

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