石(shi)墨(mo)烯(xi)纖維是由石(shi)墨(mo)烯(xi)有序堆積排列(lie)而(er)成的新(xin)型碳(tan)質(zhi)纖維,具(ju)有優異的電(dian)/熱(re)傳輸特(te)性。浙(zhe)江(jiang)大學(xue)(xue)高(gao)(gao)分子科學(xue)(xue)與工程學(xue)(xue)系教授高(gao)(gao)超課題組先后實現(xian)了(le)高(gao)(gao)強度高(gao)(gao)模量石(shi)墨(mo)烯(xi)纖維、導(dao)電(dian)率比肩金(jin)屬的高(gao)(gao)導(dao)電(dian)石(shi)墨(mo)烯(xi)纖維。研究成果于近日發(fa)表在《美(mei)國化學(xue)(xue)會—納米(mi)》上(shang)。
在前期(qi)工作的(de)基礎(chu)上,課題組通過(guo)氣(qi)相插(cha)(cha)層(ceng)反應,制備了(le)金(jin)屬鈣插(cha)(cha)層(ceng)的(de)石墨烯纖維,測試(shi)了(le)其導電性與(yu)溫度(du)(du)的(de)關系。發(fa)現(xian)當(dang)溫度(du)(du)降低至11K時(shi),鈣插(cha)(cha)層(ceng)石墨烯纖維電阻急劇下降,表現(xian)出超(chao)導體的(de)性質,當(dang)溫度(du)(du)達到4K時(shi),電阻為零(ling)。
另外通過磁(ci)學(xue)性(xing)(xing)能(neng)表征,也證實了鈣插(cha)層(ceng)石(shi)墨(mo)烯纖維(wei)(wei)(wei)超(chao)(chao)導(dao)電性(xing)(xing)的(de)本征屬(shu)性(xing)(xing)。磁(ci)鈣插(cha)層(ceng)石(shi)墨(mo)烯纖維(wei)(wei)(wei)是第一個宏(hong)觀碳質(zhi)超(chao)(chao)導(dao)纖維(wei)(wei)(wei),其(qi)超(chao)(chao)導(dao)轉變(bian)(bian)溫度為11K,與商用NbTi超(chao)(chao)導(dao)線(xian)相當。隨著制備工藝(yi)的(de)改善,其(qi)超(chao)(chao)導(dao)轉變(bian)(bian)區(qu)間會(hui)(hui)進一步(bu)變(bian)(bian)窄,超(chao)(chao)導(dao)轉變(bian)(bian)溫度還會(hui)(hui)進一步(bu)提升。這(zhe)種新(xin)型輕質(zhi)超(chao)(chao)導(dao)纖維(wei)(wei)(wei)在低溫物理、醫療磁(ci)共振成像、超(chao)(chao)導(dao)量子干涉、未來電力傳輸(shu)、航空(kong)航天(tian)等(deng)領域(yu)具有(you)廣闊的(de)應用前景。
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