在自然界中，少量的金屬離子在提高生物材料的機(jī)械性能方面起著重要的作用。近年來(lái)的研究表明，通過(guò)多價(jià)金屬陽(yáng)離子與氧化石墨烯納米片的絡(luò)合作用而形成的離子交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，極大程度地增加了石墨烯納米復(fù)合材料的界面強(qiáng)度，從而提高納米復(fù)合材料的力學(xué)性能。
同時(shí)，離子鍵與其它界面相互作用可以形成協(xié)同效應(yīng)，所獲得的仿生石墨烯納米復(fù)合材料具有一系列優(yōu)異的性能，例如，良好的熱導(dǎo)率和電導(dǎo)率，優(yōu)異的抗疲勞性能以及超強(qiáng)的機(jī)械性能。因此這種仿生石墨烯納米復(fù)合材料，在柔性電子設(shè)備、人工肌肉以及航空航天等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。
圖1 仿生石墨烯納米復(fù)合材料中的離子鍵與其它界面協(xié)同增韌的設(shè)計(jì)策略
在國(guó)家自然科學(xué)基金委的支持下，北京航空航天大學(xué)化學(xué)學(xué)院程群峰課題組總結(jié)了采用不同金屬離子在石墨烯納米復(fù)合材料中構(gòu)筑離子鍵，以及與其它界面作用相結(jié)合構(gòu)筑協(xié)同作用（圖1），該綜述論文還討論并比較了不同離子鍵（圖2）對(duì)石墨烯納米復(fù)合材料力學(xué)性能的影響（圖3），同時(shí)展望了離子鍵及其協(xié)同作用在仿生石墨烯納米復(fù)合材料中的應(yīng)用前景。
圖2用于構(gòu)筑石墨烯納米復(fù)合材料離子鍵相互作用的多價(jià)金屬離子
圖3 不同金屬離子構(gòu)筑的界面相互作用對(duì)仿生石墨烯納米復(fù)合材料力學(xué)性能提升的比較
綜述論文以“Bioinspired graphene-based nanocomposites via ionic interfacial interactions”為題發(fā)表在Composites Communications上。
論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2452213917301298
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