100立方厘米大小的“碳海綿”“踩”在狗尾巴草上,纖細的草須一點都沒有被壓彎
浙大高分子系高超教授的課題組制造出一種超輕物質(zhì),取名“碳海綿”。它是目前世界上已知的最輕固體材料。這一成果被權(quán)威科學(xué)雜志《自然》在“研究要聞”欄目中重點配圖評論(2013年2月28日的第494期404頁)。相關(guān)論文2月18日在線發(fā)表在材料科學(xué)界權(quán)威的學(xué)術(shù)雜志《先進材料》(Advanced Materials)上。
高超教授說,“碳海綿”是一種氣凝膠——世界上最輕的一類物質(zhì),它的內(nèi)部有很多孔隙,充滿空氣。
2011年,美國科學(xué)家合作制造了一種鎳構(gòu)成的氣凝膠,密度為0.9毫克/立方厘米,是當(dāng)時最輕的固體材料。把這種材料放在蒲公英花朵上,蒲公英茸毛幾乎沒變形。
高超課題組這些年一直從事石墨烯宏觀材料的研發(fā)。他們用石墨烯制造出了氣凝膠——“碳海綿”!疤己>d”每立方厘米重0.16毫克,比氦氣還要輕,約是同體積大小氫氣重量的兩倍。從目前公開的報道看,“碳海綿”是世界上最輕的固體。
在浙大實驗室,有不少大小不等的“碳海綿”,大的像網(wǎng)球,小的像酒瓶塞,灰不溜秋,摸上去很有彈性。
高教授說,“碳海綿”可任意調(diào)節(jié)形狀,彈性也很好,被壓縮80%后仍可恢復(fù)原狀。它對有機溶劑有超快、超高的吸附力,是已被報道的吸油力最強的材料。現(xiàn)有吸油產(chǎn)品一般只能吸自身質(zhì)量10倍左右的液體,而“碳海綿”能吸收250倍左右,最高可達900倍,而且只吸油不吸水。
“碳海綿”這一特性可用來處理海上原油泄漏事件——把“碳海綿”撒在海面上,就能把漏油迅速吸進來,因為有彈性,吸進的油又擠出來回收,碳海綿也可以重新使用。
另外,“碳海綿”還可能成為理想的儲能保溫材料、催化劑載體及高效復(fù)合材料,有廣闊前景。
高超教授簡介
高超,男,土家族,1973年1月生。工學(xué)博士,教授,博士生導(dǎo)師。
1995年畢業(yè)于湖南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院有機化工專業(yè),獲學(xué)士學(xué)位,1998年畢業(yè)于同校精細化工專業(yè)獲碩士學(xué)位,2001年畢業(yè)于上海交通大學(xué)高分子科學(xué)與工程系,獲得工學(xué)博士學(xué)位,并留校任教。2002年8月被評為副教授。2003年11月至2006年8月先后在英國Sussex大學(xué)化學(xué)系Harold W. Kroto爵士實驗室(因發(fā)現(xiàn)C60獲得1996年諾貝爾化學(xué)獎)、日本Toyo大學(xué)Toru Maekawa教授組、德國Bayreuth大學(xué)Axel H. E. Müller教授組做訪問研究、博士后研究、合作研究和洪堡基金研究員。2008年2月加入浙江大學(xué)高分子系,同年7月被評為教授、博士生導(dǎo)師。
在包括J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Prog. Polym. Sci., Adv. Func. Mater., Chem. Commun., Macromolecules, Biomacromolecules, J. Phys. Chem. B, Langmuir, J. Mater. Chem., Nanotechnology等在內(nèi)的國際知名雜志上發(fā)表SCI收錄文章60多篇,被他引1300余次,其中一篇的他引率超過350次,居1998-2007全國高引用率文章62篇中的17位,2004-2008年中國化學(xué)領(lǐng)域高引用率文章第1名,另一篇文章他引200多次,居2004-2008年中國化學(xué)領(lǐng)域高引用率文章第7名,獲得授權(quán)的國家發(fā)明專利20多項。
曾獲得2007年上海市科學(xué)技術(shù)一等獎(R3),2005年全國(百篇)優(yōu)秀博士學(xué)位論文獎,入選2005年教育部新世紀優(yōu)秀人才計劃,獲得并完成了教育部霍英東教育基金和上海市啟明星基金。主持三項國家自然科學(xué)基金,擔(dān)任The Open Macromolecules Journal和The Open Process Chemistry Journal雜志的顧問編委。
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