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    浙大教授高導(dǎo)電石墨烯纖維研究取得突破性進展

    儀表上游 2017年04月13日 09:30:22來源:科學(xué)網(wǎng) 19765
    摘要浙江大學(xué)高分子科學(xué)與工程學(xué)系高超教授課題組先后實現(xiàn)了高強度高模量石墨烯纖維、導(dǎo)電率比肩金屬的高導(dǎo)電石墨烯纖維。

      【儀表網(wǎng) 儀表上游】石墨烯纖維是由石墨烯有序堆積排列而成新型碳質(zhì)纖維,具有優(yōu)異的電/熱傳輸特性。
     

     
      圍繞石墨烯纖維的高性能化和多功能化等關(guān)鍵問題,浙江大學(xué)高分子科學(xué)與工程學(xué)系高超教授課題組取得了系列突破性的研究成果,先后實現(xiàn)了高強度高模量石墨烯纖維、導(dǎo)電率比肩金屬的高導(dǎo)電石墨烯纖維。研究成果發(fā)表在期刊ACS Nano(《美國化學(xué)會 納米》)上。
     
      通過了解,導(dǎo)電材料導(dǎo)電性能的極限是超導(dǎo),即導(dǎo)體電阻為零。能否研制出具有超導(dǎo)特性的石墨烯纖維,實現(xiàn)電流的無損傳輸,是高超教授課題組一直在努力尋求攻克的研究方向。高超課題組在前期工作的基礎(chǔ)上,通過氣相插層反應(yīng),制備了金屬鈣插層的石墨烯纖維,測試了其導(dǎo)電性與溫度的關(guān)系。發(fā)現(xiàn)當溫度降低至11 K時,鈣插層石墨烯纖維電阻急劇下降,表現(xiàn)出超導(dǎo)體的性質(zhì),當溫度達到4 K時,電阻為零。
     
      另外通過磁學(xué)性能表征,也證實了鈣插層石墨烯纖維超導(dǎo)電性的本征屬性。磁鈣插層石墨烯纖維是個宏觀碳質(zhì)超導(dǎo)纖維,其超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度為11 K,與商用NbTi超導(dǎo)線相當。隨著制備工藝的改善,其超導(dǎo)轉(zhuǎn)變區(qū)間會進一步變窄,超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度還會進一步提升。這種新型輕質(zhì)超導(dǎo)纖維在低溫物理、醫(yī)療磁共振成像、超導(dǎo)量子干涉、未來電力傳輸、航空航天等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
     
      論文作者為博士生劉英軍,這一研究成果由高超教授課題組與中國科學(xué)院物理研究所薛面起研究員、陳根富研究員合作完成,受國家自然科學(xué)基金資助。
     
      (原文標題:浙大教授在超導(dǎo)石墨烯纖維研究取得新進展)

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