ACS Nano：3D打印光固化成型制备三维石墨烯结构，用于环境能源传感多种运用学术资讯

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注：文末有研究团队简介及本文科研思路分析

石墨烯材料尤其是三维石墨烯一直以来由于其优异的性能，被广泛运用在工程能源环境等领域。但是如何解决大规模生产可设计形状的石墨烯结构一直以来没有得到很好的解决。通过化学气相沉积法大规模生产石墨烯结构，自从2009年被报导，成为了很多石墨烯制备的主要方式。由于可牺牲的沉积基板的选择会很大程度影响到最终的内部结构，所以基板制造是很重要的一部分。传统的商用模版，如泡沫金属材料由于其缺少微观孔隙的存在，造成产品机械性能较差；而一些多孔材料基板，则因为宏观结构的设计限制不能达到均匀的生长。

西北工业大学官操教授团队和新加坡国立大学Jun Ding以及 John Wang教授团队合作，提出一种3D打印制备可去除基板的方法。通过引入传统陶瓷烧结造成的微孔以及3D打印设计的复杂结构，制备三维石墨烯结构。

图1. 三维石墨烯结构的设计思路（a）宏观多孔结构的基板；（b）微观多孔结构的基板；（c）有层次孔状结构；（d）实验设计思路。

这种三维石墨烯材料实现了高达994.2 m2/g的比表面积、2.39 S/cm的电导率、239.7 kPa的杨氏模量，以及可调控的表面性质。并展现了在传感器、能源存储以及水处理等领域的极大应用前景。材料的稳定性也同样表现优异。

图2. （a-b）随着形变三维石墨烯结构电阻改变; （c-d）电化学性能测试（产氧以及产氢）; （e）海水淡化效率; （f）三维石墨烯结构紫外-可见光光谱。

这一成果近期发表在ACS Nano 上，文章的第一作者是新加坡国立大学Jun Ding教授指导的博士研究生徐茜。

原文：Three Dimensionally Free-Formable Graphene Foam with Designed Structures for Energy and Environmental ApplicationsXi Xu, Cao Guan*, Le Xu, Yong Hao Tan, Danwei Zhang, Yanqing Wang, Hong Zhang, Daniel John Blackwood, John Wang*, Meng Li, Jun Ding*ACS Nano, 2020, 14, 937-947, DOI: 10.1021/acsnano.9b08191

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