超轻、超强、超韧的石墨烯气凝胶超材料具有多功能，在未来的军事和家庭应用中具有广阔的应用前景。然而，石墨烯气凝胶的力学性能不理想，缺乏多尺度的结构调控，这仍然阻碍了石墨烯气凝胶的发展。近日，清华大学曲良体教授提出了一种制备具有多功能宏观结构和高度有序微网络的石墨烯超-气凝胶（GmAs）的激光雕刻策略。

本文要点：

1）GmAs可以快速而精确地设计成任何构型，包括线、面、3D晶格和孔洞块，提供了创纪录的高性能，如超高延伸性（5400%伸长率）、低比重量（0.1 mg c m−3）和超宽泊松比（v）范围（−0.95<v<1.64）。

2）GmAs的结构由亚微米纤维和石墨烯片紧密结合而成。受益于1D纳米纤维增强的2D片结构，石墨烯壁的弯曲刚度显著增加。因此，在压缩过程中，GmAs的内部变形模式是稳定的整体变形，而不是软气体的微观屈曲，这导致GmAs具有良好的力学性能，包括良好的鲁棒性、高强度和刚度，以及在任意压缩后完全恢复形状，优于大多数碳气凝胶。

3）此外，简单的制造过程允许将其他功能组件结合到有序结构中，使得能够生产具有预定几何形状和功能的物体。作为原型，研究人员制备了陶瓷气凝胶和磁响应气凝胶，显示了多功能应用的巨大潜力。

Wu, M., Geng, H., Hu, Y. et al. Superelastic graphene aerogel-based metamaterials. Nat Commun 13, 4561 (2022).DOI：10.1038/s41467-022-32200-8https://doi.org/10.1038/s41467-022-32200-8

来源：公众号【纳米人】

氧化石墨烯：

氧化石墨烯(graphene oxide )是石墨烯的氧化物，一般用GO表示，其颜色为棕黄色，市面上常见的产品有粉末状、片状以及溶液状的。因经氧化后，其上含氧官能团增多而使性质较石墨烯更加活泼，可经由各种与含氧官能团的反应而改善本身性质。

氧化石墨烯薄片是石墨粉末经化学氧化及剥离后的产物，氧化石墨烯是单一的原子层，可以随时在横向尺寸上扩展到数十微米。因此，其结构跨越了一般化学和材料科学的典型尺度。氧化石墨烯可视为一种非传统型态的软性材料，具有聚合物、胶体、薄膜，以及两性分子的特性。氧化石墨烯长久以来被视为亲水性物质，因为其在水中具有优越的分散性，但是，相关实验结果显示，氧化石墨烯实际上具有两亲性，从石墨烯薄片边缘到中央呈现亲水至疏水的性质分布。因此，氧化石墨烯可如同界面活性剂一般存在界面，并降低界面间的能量。其亲水性被广泛认知。

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