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浙大教授高导电石墨烯纤维研究取得突破性进展

2017-04-13 09:55
老猫
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石墨烯纤维是由石墨烯有序堆积排列而成新型碳质纤维,具有优异的电/热传输特性。

围绕石墨烯纤维的高性能化和多功能化等关键问题,浙江大学高分子科学与工程学系高超教授课题组取得了系列突破性的研究成果,先后实现了高强度高模量石墨烯纤维、导电率比肩金属的高导电石墨烯纤维。研究成果发表在国际著名期刊ACS Nano(《美国化学会 纳米》)上。

通过了解,导电材料导电性能的极限是超导,即导体电阻为零。能否研制出具有超导特性的石墨烯纤维,实现电流的无损传输,是高超教授课题组一直在努力寻求攻克的研究方向。高超课题组在前期工作的基础上,通过气相插层反应,制备了金属钙插层的石墨烯纤维,测试了其导电性与温度的关系。发现当温度降低至11K时,钙插层石墨烯纤维电阻急剧下降,表现出超导体的性质,当温度达到4K时,电阻为零。

另外通过磁学性能表征,也证实了钙插层石墨烯纤维超导电性的本征属性。磁钙插层石墨烯纤维是第一个宏观碳质超导纤维,其超导转变温度为11K,与商用NbTi超导线相当。随着制备工艺的改善,其超导转变区间会进一步变窄,超导转变温度还会进一步提升。这种新型轻质超导纤维在低温物理、医疗磁共振成像、超导量子干涉、未来电力传输、航空航天等领域具有广阔的应用前景。

论文第一作者为博士生刘英军,这一研究成果由高超教授课题组与中国科学院物理研究所薛面起研究员、陈根富研究员合作完成,受国家自然科学基金资助。

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