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物理科学与技术学院拜永孝教授研究组在石墨烯
制备及应用领域取得系列进展

日期: 2018-03-13 点击: ...
   
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  近日,美国化学会ACS Applied Materials & Interfaces刊登了兰州大学物理科学与技术学院拜永孝教授研究组在石墨烯的环境友好制备以及在生物医药领域应用的研究成果:Robust and antibacterial polymer/mechanically exfoliated graphene nanocomposite fibers for biomedical applications(ACS Applied Materials & Interfaces, 2018.1.10, 10: 3002-3010)。拜永孝教授为通讯作者,博士研究生马宇为第一作者。

  石墨烯因其单原子层的二维结构与优异的力学、电学等性能被广泛应用于导电导热材料、高性能复合材料、超级电容器等能源存储的电极材料、传感器以及生物医学领域。拜永孝教授研究组巧妙地采用天然糖类,借助自动机械撕揭鳞片石墨的方法制备了高品质非氧化态的石墨烯。并将其与生物相容性高分子复合,构筑了可用作医用手术缝合线的超高强度的纳米复合纤维。和传统的手术缝合线相比,这一新型石墨烯复合纤维不仅具有更加优异的力学性能,同时具备良好的抗菌性。将普通缝线和新型石墨烯复合纤维分别用于缝合小鼠伤口。新型纤维显著缩短了伤口的愈合周期,表现出巨大的应用潜力。

  拜永孝教授研究组一直致力于石墨烯的制备及其应用领域的研究,取得了一系列重要研究成果。在复合材料领域,采用反萃取技术在水相体系中快速制备烷基化的氧化石墨烯,并通过溶液复合制备了石墨烯和高密度聚乙烯复合材料。由于烷基化的氧化石墨烯和高密度聚乙烯的强的相互作用,该复合材料的综合性能被显著提高。该工作发表在美国化学会The journal of physical chemistry C(J. Phys. Chem. C, 2017, 121 (39), 21685-21694)和复合材料领域的Top期刊Composites Part A, 2018.2.20, 107: 479-488上。将高取向的氧化石墨烯嵌入聚乙烯醇基体中,制备了纳米复合功能纤维,该纤维表现出良好的力学、抗紫外、抗菌等性能。该工作发表在复合材料领域TOP期刊Composites Part A(Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, 2017, 102, 297-304.)。近年来,拜永孝教授研究组在石墨烯领域的研究工作发表于Composites Science and Technology,2014.6.16, 97: 6-11、Materials Letters, 2017.5.1, 194: 224-226、RSC Advances, 2017, 7(49): 31085-31092等相关领域的高影响力SCI期刊上。

  在基于石墨烯的超级电容器研究方面,课题组利用紫外线/臭氧溶液反应产生的羟基自由基(OH·)蚀刻氧化石墨烯纳米片。将还原后的多孔氧化石墨烯直接用作超级电容器电极材料,制备的器件具有较高的比电容(电流密度为1 A g-1时为224 F g-1)和高体积比容量(高达206 F cm-3)。该工作发表在英国皇家化学会的化学领域TOP期刊Chemical Communications(Chem. Commun., 2017, 53, 13225-13228)。

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编辑:潘纯熙
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