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宁波材料所在石墨烯分散及其多功能有机复合涂层的制备方面取得进展
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       石墨烯具有独特的纳米片层结构以及优异的导电性、力学性能和阻隔性能,是近年来复合材料(涂层)领域的研究热点。然而,石墨烯由于其高比表面积和层间作用力使其在高分子树脂基体中易发生团聚,无法充分发挥石墨烯单层或少层的优异特性,限制了其在很多领域中的应用。
       中科院宁波材料所海洋功能材料团队王立平研究员与赵海超研究员指导的有机功能涂层小组,一直致力于石墨烯的化学和物理改性以及石墨烯多功能复合涂层的制备与研究。该团队基于石墨烯与导电聚合物间的π-π相互作用,通过可控聚合制备可溶性导电聚合物并结合超声分散实现石墨烯的液相剥离,其在常规涂料用有机溶剂中的分散浓度达5 mg/mL,剥离后的石墨烯片层平均厚度在2-3 nm(图1)。通过导电聚合物对涂层基底的钝化作用和石墨烯二维纳米片层结构的屏蔽和自润滑效应,仅添加少量剥离的石墨烯(0.5%)环氧复合涂层的耐腐蚀性、润滑性和耐磨性都得到了大幅提高。相关工作已发表在碳材料领域权威期刊(Carbon, 2017, 114, 356–366)并申请了国家发明专利(申请号:2016110098128)。

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图3.石墨烯杂化物的结构与电镜照片

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图4.(a)空白水性涂层,(b)导电聚合物复合涂层
体育竞猜(c)石墨烯杂化复合涂层缺陷处的局部电流密度分布图

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