具有高力學(xué)性能的石墨烯材料在航空航天、柔性儲(chǔ)能和便攜式電子器件領(lǐng)域具有重要的戰(zhàn)略意義和研究?jī)r(jià)值。當(dāng)前，石墨烯薄膜材料的低韌性制約著其進(jìn)一步產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

受天然珠母貝的多級(jí)次微米-納米層狀結(jié)構(gòu)和豐富的界面相互作用啟發(fā)，通過將黑磷（BP）納米片插入氧化石墨烯（GO）納米片的片層結(jié)構(gòu)中，并與長(zhǎng)鏈分子（1-氨基芘 [AP]-二(N-羥基琥珀酰亞胺)辛二酸酯[DSS] [AD]）交聯(lián)反應(yīng)，制備了黑磷交聯(lián)石墨烯（rGO-BP-AD）薄膜。

rGO-BP-AD薄膜具有超高韌性（~51.8 MJ m-3）以及高達(dá)~16.7％的應(yīng)變，拉伸強(qiáng)度和電導(dǎo)率也分別達(dá)到約653.5 MPa和約493.5 S cm-1。rGO-BP-AD膜還顯示出高電磁干擾（EMI）屏蔽性能（~29.7 dB）。

使用這種rGO-BP-AD薄膜組裝的超級(jí)電容器具有出色的柔韌性，在180°彎曲10,000次后，電容量沒有下降。BP納米片不僅通過P-O-C共價(jià)鍵鍵合作用部分還原了GO納米片，而且填充了所得石墨烯薄膜的空隙，使石墨烯薄膜更加致密，并改善了所得石墨烯薄膜中rGO納米片的取向度。

同時(shí)，AD分子與rGO納米片之間的π?π堆積相互作用也降低了石墨烯薄膜的孔隙率，提高了rGO納米片的取向度。原位拉曼光譜和分子動(dòng)力學(xué)模擬表明，rGO-BP-AD薄膜的超高韌性歸因于P-O-C共價(jià)鍵的鍵合作用、BP納米片的潤(rùn)滑作用以及AD分子與rGO納米片之間的π?π堆積相互作用的協(xié)同效果。

(A) 應(yīng)力-應(yīng)變曲線圖; (B) 拉伸強(qiáng)度和韌性對(duì)比圖; (C) 力學(xué)穩(wěn)定性; (D) 黑磷交聯(lián)的石墨烯薄膜與已報(bào)道的石墨烯材料的力學(xué)強(qiáng)度、韌性和電導(dǎo)率的對(duì)比圖

      為了證實(shí)BP與GO之間的相互作用，通過X射線衍射（XRD）BP納米片原位通過去除含氧官能團(tuán)而部分地原位還原了GO納米片。然后通過傅立葉變換紅外（FTIR）光譜、Raman光譜、X射線光電子能譜（XPS）、固態(tài)NMR（SNMR）、紫外可見光（Uv-vis）光譜以及高分辨透射電鏡（HRTEM）等多種表征手段相結(jié)合，證實(shí)并相互印證了BP納米片和GO納米片之間形成了P-O-C共價(jià)鍵，還推測(cè)該共價(jià)鍵可能是通過親核取代形成的（圖3）。

                         圖2 rGO-BP-AD薄膜的物理表征和相互作用

(A) XRD衍射圖; (B) FTIR譜; (C) 拉曼光譜; (D) BP納米片和GO-BP薄膜的XPS P 2p光譜，表明BP納米片和GO納米片之間形成了P-O-C共價(jià)鍵; (E) BP納米片和GO-BP-III的31P SNMR光譜�？梢夿P納米片中21.9 ppm處的信號(hào)峰在GO-BP-III移至20.2 ppm，表明BP納米片和GO納米片之間形成了P-O-C共價(jià)鍵; (F) BP納米片，純GO薄膜和GO-BP-III薄膜的UV-vis吸收光譜，表明GO納米片在P-O-C共價(jià)鍵形成過程中被BP納米片還原

(a) 考慮反應(yīng)式（1，3）的一個(gè)基本單元，反應(yīng)式（2）的機(jī)理表明，GO納米片的羧基（-COOH）與BP納米片等效地反應(yīng)，通過親核取代形成P-O-C共價(jià)鍵; (b) 反應(yīng)式（4）表明，GO納米片的羥基（-OH）通過親核取代和脫水反應(yīng)與BP納米片反應(yīng)，從而形成P-O-C共價(jià)鍵

西安pg電子官方生物科技有限公司可以提供的無機(jī)功能化材料包括有零維，一維，二維，三維等不同維度的材料，具體有MAX相陶瓷材料，黑磷材料，鈣鈦礦材料，金屬硫化物，二維納米材料， MOF材料，鉍基材料，我們可以在這些材料上做各種改性和生物修飾

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