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具有較大可逆形變功能的彈性材料在各種工程應(yīng)用中具有廣泛需求。然而，當(dāng)溫度顯著降低時，材料延展性或彈性通常會受到損害。到目前為止，還沒有材料能夠?qū)崿F(xiàn)在外太空等深低溫下具有高彈性。近日，南開大學(xué)陳永勝團(tuán)隊(duì)報道了一種三維交聯(lián)的石墨烯材料，在4K的深低溫到1273K的高溫溫度區(qū)間材料超彈性行為幾乎不變。在4K超低溫條件下，具有與室溫相同的力學(xué)性能：幾乎完全可逆的超彈性行為（高達(dá)90％的應(yīng)變），楊氏模量不變，泊松比接近零，循環(huán)穩(wěn)定性好。原位實(shí)驗(yàn)和模擬結(jié)果表明，這種超彈性得益于獨(dú)特結(jié)構(gòu)的協(xié)同結(jié)果：單個石墨烯片層的本征彈性和片層之間的共價連接。

制備在宏觀尺度上具備二維單片石墨烯的獨(dú)特本征性質(zhì)的石墨 烯三維體相材料是材料學(xué)研究中兼具學(xué)術(shù)價值和實(shí)用意義的重大挑 戰(zhàn)。本項(xiàng)目制備得到了一種三維石墨烯宏觀體相材料，其由大量獨(dú)立 且懸空的二維石墨烯單元通過片層邊緣的化學(xué)鍵構(gòu)筑而成。該材料具 有良好的機(jī)械性能，在常溫可見光下作用下具有電子發(fā)射能力，在瓦 特功率級別的可見波段激光或聚焦的太陽光照射下，厘米尺寸的此石 墨烯材料樣品可以在真空條件下實(shí)現(xiàn)有效的直接光驅(qū)動，此現(xiàn)象為國 內(nèi)外所首次觀察及報道，為石墨烯帶來了一種激動人心的潛在應(yīng)用價 值。上述材料的制備及相關(guān)性能研究還可為石墨烯在催化，能源轉(zhuǎn)換 與存儲等領(lǐng)域的應(yīng)用提供材料支持與相關(guān)理論支撐。 項(xiàng)目特色： 1.制備了基于二維石墨烯單元通過片層邊緣的化學(xué)鍵構(gòu)筑而成 三維石墨烯體相材料，該材料不僅保留了二維石墨烯材料的本征性質(zhì)， 而且具備優(yōu)良的機(jī)械及光電性能。 2. 在國內(nèi)外首次觀察到厘米級尺寸的裸眼可見的宏觀石墨烯樣 品，只依靠瓦特級別的光作為單一驅(qū)動源，即可實(shí)現(xiàn)較大距離(數(shù)十厘 米)的有效的運(yùn)動，并提出了光致電子發(fā)射驅(qū)動的機(jī)理解釋上述三維 石墨烯體相材料獨(dú)特的光驅(qū)動， 3. 上述材料的制備與性能研究揭示通過有效合理的結(jié)構(gòu)構(gòu)筑手 段，能夠得到以二維石墨烯作為構(gòu)成單元，并有效保留其獨(dú)特二維性 質(zhì)和兼具三維宏觀形態(tài)的石墨烯體相材料，此項(xiàng)研究為其它二維材料 的開展類似工作并拓展其應(yīng)用提供了范例和思路。已取得的成果： 項(xiàng)目的標(biāo)志性研究結(jié)果于 2015 年 6 月在線發(fā)表于 Nature Photonics，并于 2015 年 7 月正式發(fā)表（Nature Photonics, 2015, 9, 471- 476）。雜志同期以“Two-dimensional materials: Lift off for graphene” 發(fā)表了專題評論。英國著名科普雜志 New Scientist 以“Spacecraft built from graphene could run on nothing but sunlight”為題報道了此研究， 指出該成果“再為石墨烯這種優(yōu)良材料增添了一種驚人的性能”。國 內(nèi)主要媒體包括人民日報、光明日報、新華網(wǎng)以及多家門戶網(wǎng)站等均 對此研究進(jìn)行了報道，中央電視臺《新聞聯(lián)播》欄目于 2015 年 6 月 21 日也對此進(jìn)行了報道。 市場應(yīng)用前景： 空間飛行器是人類探索宇宙的重要工具，而動力源問題一直羈絆 著人類無法走得更遠(yuǎn)。目前幾乎所有的航空、航天飛行均采用化學(xué)驅(qū) 動，即通過噴射燃燒的化學(xué)物質(zhì)來獲得驅(qū)動力，光直接驅(qū)動飛行是科 學(xué)界和航空界多年的夢想。

Ag 納米顆粒具有優(yōu)異的抗菌及殺菌性能，且具有廣譜性及無抗藥性。石墨烯是近年來最熱門的材料之一，可以作為載體制備納米復(fù)合材料，廣泛應(yīng)用在光電，電池，生物，醫(yī)學(xué)等眾多領(lǐng)域。對比目前 Ag 抗菌材料的載體如沸石，二氧化硅等來說，石墨烯具有獨(dú)特的二維結(jié)構(gòu)，其高的比表面積，穩(wěn)定的物理及化學(xué)性質(zhì)，可以優(yōu)化 Ag 基納米顆粒的生長，控制其形貌尺寸，從而獲得性能優(yōu)異的復(fù)合材料。 其獨(dú)特的二維結(jié)構(gòu)以及界面性能使其可以組裝成不同應(yīng)用環(huán)境的器件，因此具有廣泛的適用范圍和廣闊的應(yīng)用前景。重要的是，石墨烯還具有良好的生物相

目前傳統(tǒng)消毒技術(shù)有諸多缺點(diǎn)：紫外消毒由于紫外光光譜會殺死健康細(xì)胞，對人眼和其他器官也是危險的，所以其滅菌場所不能有人進(jìn)入，大大限制了其應(yīng)用范圍。傳統(tǒng)的二氧化鈦催化劑由于禁帶寬度3.2ev，也只能受紫外光激發(fā)有效，大大限制了其應(yīng)用；臭氧消毒易分解，其滅菌場所不能有人進(jìn)入，對人眼和其他器 官具有危害；酒精、84消毒劑由于揮發(fā)不具有持續(xù)消毒能力，需要經(jīng)常噴灑，另外存在著使用不當(dāng)引起的火災(zāi)、中毒等風(fēng)險。 課題組研發(fā)的氮化碳g-C3N4功能復(fù)合膜制備可解決述痛點(diǎn)，該項(xiàng)技術(shù)具有可提高膜的親水性、提高膜的水通量、賦予膜光催化性能、賦予膜自清潔性能和抗菌性等特點(diǎn)。

Ag納米顆粒具有優(yōu)異的抗菌及殺菌性能，且具有廣譜性及無抗藥性。石墨烯是近年來最熱門的材料之一，可以作為載體制備納米復(fù)合材料，廣泛應(yīng)用在光電，電池，生物，醫(yī)學(xué)等眾多領(lǐng)域。對比目前Ag抗菌材料的載體如沸石，二氧化硅等來說，石墨烯具有獨(dú)特的二維結(jié)構(gòu)，其高的比表面積，穩(wěn)定的物理及化學(xué)性質(zhì)，可以優(yōu)化Ag基納米顆粒的生長，控制其形貌尺寸，從而獲得性能優(yōu)異的復(fù)合材料。其獨(dú)特的二維結(jié)構(gòu)以及界面性能使其可以組裝成不同應(yīng)用環(huán)境的器件，因此具有廣泛的適用范圍和廣闊的應(yīng)用前景。重要的是，石墨烯還具有良好的生物相容性，是抗

一、項(xiàng)目分類 顯著效益成果轉(zhuǎn)化 二、成果簡介 本項(xiàng)目開創(chuàng)性地將石墨烯用于包覆鈦酸鋰，通過獨(dú)特的加工工藝制得業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的石墨烯包覆鈦酸鋰材料，有效地解決了鈦酸鋰負(fù)極材料的產(chǎn)氣問題，并以此為基礎(chǔ)制得了高性能的鈦酸鋰超級電池。該電池單體可8C持續(xù)放電，20C脈沖放電，充放電循環(huán)大于30000次，10分鐘可充電90%以上，低溫性能優(yōu)異（可在-40度環(huán)境下放電）。 石墨烯具有高導(dǎo)電性和優(yōu)良的電化學(xué)穩(wěn)定性，通過石墨烯的均勻包覆改善了鈦酸鋰的電子電導(dǎo)性，進(jìn)而提升了電池的大倍率充放電能力和高低溫性能。同時，石墨烯包覆降低了材料充放電過程中的極化，提高了材料的容量發(fā)揮，通過鈍化鈦酸鋰材料表面的活性位點(diǎn)，解決了其產(chǎn)氣問題。利用該負(fù)極材料做成鈦酸鋰超級電池，具有優(yōu)異的倍率充放電性能、長壽命、高安全性能和優(yōu)異的低溫充放電性能。 本項(xiàng)目首先開發(fā)了石墨烯包覆的鈦酸鋰材料，采用高溫固相法合成，X射線衍射圖譜證明其為標(biāo)準(zhǔn)的鈦酸鋰尖晶石結(jié)構(gòu)，微觀上由100-200nm的一次顆粒組成的微米和亞微米級二次球形顆粒，D50為15±5μm，1C可逆容量大于155mAh/g。 獲得了基于石墨烯包覆鈦酸鋰負(fù)極材料的鈦酸鋰超級電池，通過串并聯(lián)成組后可以用于低溫啟動電源，軌道交通，儲能等領(lǐng)域，在長壽命、高安全、快充和低溫充放電領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

項(xiàng)目簡介：  石墨烯屬于碳納米材料家族中的一員，具  有高硬度、高

2020年2月7日，在東南大學(xué)孫立濤教授的建議下，其研發(fā)的“石墨烯基KN95口罩”聯(lián)合合作單位近日將40萬只以最快的速度直接發(fā)往武漢。這款石墨烯基KN95口罩由孫立濤教授研發(fā)。2016年，經(jīng)第三方測試，這種口罩對PM2.5的去除率高達(dá)97.1%。 這款口罩將石墨烯復(fù)合物溶液噴涂于過濾網(wǎng)上，能夠有效去除（干、濕）空氣中的粉塵及PM2.5。目前市場上多數(shù)口罩是通過靜電吸附微小顆粒物，但呼吸的水汽會讓靜電消失，配戴一個小時吸附效果就會顯著下降而致吸附失效。石墨烯基口罩借助石墨烯超大的比表面積優(yōu)勢可實(shí)現(xiàn)對微小顆粒物的直接吸附，不存在遇水汽失效問題，可以長時間保持高效吸附率，其防護(hù)效果級別達(dá)到了2016年新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最高級別：A級。

這款口罩將石墨烯復(fù)合物溶液噴涂于過濾網(wǎng)上，能夠有效去除（干、濕）空氣中的粉塵及PM2.5。目前市場上多數(shù)口罩是通過靜電吸附微小顆粒物，但呼吸的水汽會讓靜電消失，佩戴一個小時吸附效果就會顯著下降而致吸附失效。石墨烯基口罩借助石墨烯超大的比表面積優(yōu)勢可實(shí)現(xiàn)對微小顆粒物的直接吸附，不存在遇水汽失效問題，可以長時間保持高效吸附率，其防護(hù)效果級別達(dá)到了2016年新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最高級別：A級。2016年，經(jīng)第三方測試，這種口罩對PM2.5的去除率高達(dá)97.1[%]。因?yàn)榇舜畏窝滓咔橹械牟《灸壳爸饕ㄟ^飛沫或在空氣中形成氣凝膠傳播，與通常的霧霾顆粒類似，所以石墨烯基口罩的防病毒功能很好。

主要技術(shù)指標(biāo) （1）．工作溫度：≤500℃ （2）．工作壓力：≤20MPa（表壓） （3）、規(guī)格；25、50、100、200、500、800ml。另可根據(jù)用戶需求定做。 （4）.操作方法                   1、高壓水熱合成反應(yīng)釜用全不銹鋼材料，外殼材質(zhì)為304材質(zhì)。 2、高壓水熱合成反應(yīng)釜使用溫度在500度以下，500度以下；工作壓力≤20MPa 3、高壓水熱合成反應(yīng)釜采用硬密封的原理，不會泄漏。 4、高壓水熱合成反應(yīng)釜使用時將法蘭上的螺栓松開，溶液杯取出溶液裝入杯中，然后放在釜體內(nèi)，將上蓋密封槽與杯體上密封球面裝在一起，注意：把緊螺栓時要對立面把緊，用力要均勻。不要一次性將任何一個螺栓把緊，當(dāng)對立面螺栓均勻用力把緊時，再用力將所有螺栓對面把緊，方可進(jìn)行操作升溫。 5、高壓水熱合成反應(yīng)釜當(dāng)溫度達(dá)到要求時，準(zhǔn)備取出溶液杯將螺栓對立面均勻松開，不允許一次性將任何一個螺栓全松開，那樣會損傷上蓋密封槽和杯體上端密封面。 6、高壓水熱合成反應(yīng)釜注意保護(hù)杯體上端密封球面，不能有磕、碰傷，或其它污物。 7、高壓水熱合成反應(yīng)釜使用時注意清理上蓋密封槽內(nèi)的雜物，不能有污物和雜質(zhì)，如不清理干凈使用時會泄漏。 8、高壓水熱合成反應(yīng)釜上蓋外端中心帶有密封絲堵，它是用來檢驗(yàn)溶液杯密封進(jìn)氣試壓接口。日?；蚴褂眠^程中，不要將它打開，防止泄漏。 9、高壓水熱合成反應(yīng)釜在使用過程中，如有泄漏現(xiàn)象返廠修復(fù)。   有下列情形的，不在保修范圍。 （1）釜體磕、碰變形或嚴(yán)重?fù)p傷。 （2）溶液杯體上端密封球面有磕、碰傷痕 （3）釜體上蓋密封槽有磕、碰劃傷等。