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  自然界的鮑魚殼中無機(jī)碳酸鈣以200-900納米厚的“磚塊”片層和10-50納米厚的有機(jī)蛋白質(zhì)“砂漿”以層層交替的形式組裝成一個整體實(shí)現(xiàn)鮑魚殼力學(xué)強(qiáng)度和韌性完美地統(tǒng)一。這種微納米多級層狀結(jié)構(gòu)賦予了鮑魚殼優(yōu)異的力學(xué)性能。

  受鮑魚殼有機(jī)-無機(jī)層層微納米組裝結(jié)構(gòu)的啟發(fā)，北京航空航天大學(xué)程群峰課題組采用氧化石墨烯與小分子PCDO構(gòu)筑了層狀結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料。這種仿生方法的特點(diǎn)是(1)有機(jī)分子PCDO不僅可以作為仿貝殼復(fù)合材料的有機(jī)相，同時本身可以交聯(lián)，進(jìn)一步提高了氧化石墨烯層間強(qiáng)度，獲得了較高韌性，是天然貝殼的兩倍；(2)PCDO的引入，又可以大幅度提高仿貝殼復(fù)合材料的電學(xué)性能，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于同類氧化石墨烯仿貝殼復(fù)合材料。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于本發(fā)明采用PCDO有機(jī)分子作為有機(jī)相，不僅與氧化石墨烯本身發(fā)生接枝反應(yīng)，形成共價(jià)鍵；同時PCDO分子之間還可以通過紫外光照射發(fā)生化學(xué)交聯(lián)，這種交聯(lián)可以進(jìn)一步提高氧化石墨烯的韌性;同時由于PCDO的共軛Π鍵，因此氧化石墨烯經(jīng)過還原后，制備的仿生層狀復(fù)合材料具有優(yōu)異的電學(xué)性能。

  這種超強(qiáng)石墨烯纖維抗拉強(qiáng)度達(dá)到842.6 MPa,優(yōu)于所有其他報(bào)道石墨烯纖維。此外,其導(dǎo)電率高達(dá)292.4 S cm^-1.
  這種超強(qiáng)導(dǎo)電的仿貝殼復(fù)合材料在人工肌肉、組織工程、電池、超級電容器及航空航天等領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。

  Nature報(bào)道：http://www.nature.com/nature/journal/v530/n7591/full/530384c.html
  原文鏈接：http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201506074/abstract