石墨烯自修復(fù)涂層研究獲突破

日前，哈爾濱工業(yè)大學(xué)的一個(gè)研究小組將氧化石墨烯和柔軟自愈的聚合物相結(jié)合，設(shè)計(jì)了一種讓人聯(lián)想到人類表皮自我修復(fù)功能的涂層，它具有牙釉質(zhì)般的強(qiáng)度，可用于建筑涂料和生物醫(yī)學(xué)設(shè)備涂層領(lǐng)域。

這種新材料的外部由氧化石墨稀賦予硬度，內(nèi)部由單寧(鞣酸)和聚乙烯醇(PVA)形成氫鍵動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)，這與皮膚表皮細(xì)胞結(jié)構(gòu)類似，內(nèi)外各司其職滿足了耐磨并且柔韌的特性。該研究通過(guò)將表皮狀分層結(jié)構(gòu)與氧化石墨烯的機(jī)械性能和阻隔性能相結(jié)合，克服了實(shí)現(xiàn)具有自愈能力的硬質(zhì)材料的基本困境。由石墨烯氧化物構(gòu)成的準(zhǔn)線性逐層(layer-by-layer，LBL)膜沉積在多層聚合物的頂部作為保護(hù)硬層，形成模仿表皮結(jié)構(gòu)的分層狀態(tài)。這一混合多層膜結(jié)構(gòu)在受到破壞后可以實(shí)現(xiàn)完全自我修復(fù)：柔軟的下層可以提供附加的聚合物來(lái)幫助外硬層的恢復(fù)。該涂層顯示出能夠同時(shí)保護(hù)手機(jī)屏幕和建筑物的潛在市場(chǎng)應(yīng)用方向，并且其殺菌性能還可以使其在生物醫(yī)學(xué)裝置防護(hù)方面具有應(yīng)用價(jià)值。