十字排列石墨烯气凝胶

大负泊松比

通过表面沟槽设计编程冰晶优先生长，制备出具有大负泊松比的十字形排列石墨烯气凝胶，突破了传统气凝胶的泊松比限制。

李猛 · Zhao, Nifang · Mao, Anran · Wang, Mengning · Shao, Ziyu · 高微微 · 柏浩

Nature Communications 2023

技术优势

冰晶取向可控

发现沟槽尺寸效应，可通过设计表面沟槽图案编程冰晶的优先生长方向，从而控制气凝胶的微观排列。

大负泊松比

所制备的十字排列石墨烯气凝胶具有大负泊松比，在受到拉伸时横向膨胀，可应用于需要反常力学响应的场合。

多领域应用前景

该尺寸效应为高效除冰、长时间器官冷冻保存和冰模板材料的设计制造提供了指导。

应用场景

• 负泊松比气凝胶：利用负泊松比特性，在冲击时材料局部密度增大，可提升抗冲击和能量吸收能力。
• 冰模板材料：通过沟槽控制冰晶生长方向，可设计具有特定微观结构的冰模板材料。
• 智能缓冲材料：负泊松比使材料在受压时收缩，可设计更智能的缓冲和防护结构。