近日，蘭州大學土木工程與力學學院在三維石墨烯超材料研究方面取得重要進展，先后在國際材料工程領域頂級刊物Advanced Materials 發表論文2篇，在美國化學學會旗下材料科學Top期刊ACS Applied Materials & Interfaces 發表論文一篇。

  三篇文論題目分別為：“Flyweight， Superelastic， Electrically Conductive and Flaming Retardant 3D Multi-NanolayerGraphene/Ceramic Metamaterial”、“Naturally Dried Graphene Aerogels with Superelasticity and Tunable Poisson's Ratio”和“Flyweight 3D graphene scaffolds with micro-interface barrier derived tunable thermal insulation and flame retardancy”。該校張強強副教授為論文第一作者(其中一篇為共同一作)，蘭州大學作為其中兩篇通訊單位。

  石墨烯(Graphene)獨特的晶體結構賦予了其優異的力、電、光、熱等性能，吸引全球科學家的研究興趣。“如何在大尺度制備石墨烯的宏觀構筑體”是目前材料、物理、力學等學科重要的熱點領域之一，對于推動石墨烯微納尺度優異特性在宏觀大尺度利用和多功能化發展具有重要的意義。

  蘭州大學青年教師張強強副教授與哈爾濱工業大學李惠教授、普渡大學Tim Fisher 和Gary Cheng教授等人開展合作，并依托西部災害與環境力學教育部重點實驗室在功能材料方向的研究平臺，開展了基于仿生機制三維石墨烯超材料自然干燥可控制備、可調控泊松比效應探索、微界面調變超絕熱特性，以及超彈性和力學增韌強化的納米陶瓷/石墨烯復合材料等方面的研究，取得了系列重要研究進展。

  仿生啟發自然干燥制備技術和可調變泊松比效應。基于生物纖維束微觀交聯實現結構強化的仿生思想，采用Na2B4O7強化微觀骨架初始剛度，C2H8N2調控石墨烯片還原程度優化微觀孔隙表面張力，調控石墨烯凝膠骨架初始剛度和溶劑蒸發的毛細應力平衡，實現在常溫常壓下蒸發樣品所含溶劑并保持其體積不收縮、結構不坍塌。   首次實現了常溫常壓條件大尺度制備三維石墨烯材料的自然干燥技術，對于石墨烯材料的低成本、大尺度、大規模化生產應用具有重要意義。該方法制備得到的氣凝膠具有比傳統冷凍干燥或者超臨界干燥技術所得材料更為優良的性能，如高達99%的可恢復壓縮超彈性、可調節泊松比特性、高電導率、穩定壓阻效應等。