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  石墨烯具有優異的力學性能、導電性能、巨大的比表面積，被認為是制備高性能及功能化聚合物基復合材料的理想增強相和功能相填料，能夠顯著地提高聚合物基體的強度、模量和阻隔性能等物理性能。但是，在加工過程中石墨烯容易發生團聚，導致石墨烯提高聚合物性能的效率遠低于理論值。因此，如何實現石墨烯的良好分散和形態結構調控仍然是實現聚合物/石墨烯復合材料高性能化的關鍵。

  近年來，四川大學郭少云教授和吳宏教授研究團隊通過調控石墨烯及其衍生物與苯乙烯基彈性體、聚碳酸酯、聚酰亞胺等芳香聚合物間界面作用實現了石墨烯的良好分散，制備了兼具高強度和高韌性的聚合物基復合材料，并綜述了石墨烯及其衍生物增韌聚合物的研究進展，相關工作發表在Chemical EngineeringJournal 370 (2019) 831-854和325 (2017) 474-484、Carbon 123 (2017) 502-513、Composites Science and Technology 164 (2018) 229-237和158 (2018) 137-146上；通過調控石墨烯在聚乳酸（PLLA）中的層狀分布及層狀界面誘導成核劑的自組裝（垂直于層界面的方向），進而誘導了PLLA片晶的面內取向生長（垂直于氣體擴散的方向），顯著提高了PLLA的氣體阻隔性能，相關工作發表在ACS Sustainable Chem. Eng. 6 (2018) 6247-6255上。

  最近，該團隊利用雙親性的改性氧化石墨烯（mGO）在溴化丁基橡膠（BIIR）油溶液成功構建了3D核（水）-殼（mGO）結構；通過冷凍干燥技術除去了油和水，得到了3DmGO空殼結構；最后通過冷壓將其壓成了取向二維（2D）大尺寸的mGO阻隔片（直徑約為50-120 μm，厚度約49 nm）；在低的石墨烯含量下實現了BIIR氣體阻隔性能的顯著提高。

圖1. mGO阻隔墻的制備、調控、結構演變、形貌及其對阻隔性能的貢獻

  相關工作以“Constructing Oriented Two-Dimensional Large-Sized Modified Graphene Oxide Barrier Walls in Brominated Butyl Rubber to Achieve Excellent Gas Barrier Properties”為題發表在ACS Applied Materials & Interfaces上（DOI：10.1021/acsami.9b19802）,論文第一作者為2017級碩士研究生楊思強。本研究工作得到了國家自然科學基金重大項目、四川省應用基礎研究項目和四川大學中青年科技領軍人才培育項目的資助。

  研究團隊鏈接：http://gsy.scu.edu.cn/

  論文鏈接：https://doi.org/10.1021/acsami.9b19802