浙大研究人員利用石墨烯和碳納米管設計出了一種可拉伸至原始長度3倍以上的，類似橡皮筋的新型氣凝膠。除了優異的伸縮性，這種新材料還具備重量輕、密度低、孔隙率高、導電率高的性能，諸多應用可能帶來了極大興奮。

協同設計與分層體系結構建模

據悉，這種由石墨烯和多壁碳納米管組成的碳氣凝膠由納米級到厘米級組成了四級結構。研究人員將氧化石墨烯和納米管制成油墨，然后通過噴墨打印的方式制備它。通過試驗表明，這種新型氣凝膠的拉伸強度比以往高5倍。這是由于石墨烯與碳納米管之間的強原子結合產生協同效應，從而導致拉伸彈性和拉伸穩定性更大。并且，新型氣凝膠還可以承受極端溫度，不同以往的是，遇熱不會變得粘稠，遇冷也不會變得易碎。

研究人員把三個新型氣凝膠裝到了蛇形機器人的關節處，展示了將其作為傳感器來監測機器人的結構和運動的應用。與傳統傳感器只能檢測某個方向的變形不同，彈性賦予了它區分復雜形變的識別能力。配合其具備極端溫度下仍可保持穩定的特性，可拉伸氣凝膠的潛在應用領域有太多可能。

研究團隊也指出它的不足和改進方向。首先，它的強度和拉伸彈性低于聚合物彈性體，一般來說聚合物要高出1-2個數量級；其次，團隊正在努力提高它的機械性能，以承受更極端和復雜的形變，也就是更長的拉伸和更大幅度的扭轉。同時，研究團隊認為通過類似的協同設計與分層體系結構建模，可以制備出其他多種類型的氣凝膠。

粉體圈 YUXI

原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-018-03268-y