石墨烯气凝胶（GA）在储能，催化剂载体和传感器等许多领域具有巨大潜力。但是，机械性能限制了其广泛的应用。本文，浙江大学张才亮副教授团队在《J APPL POLYM SCI》期刊发表名为“Additive‐free, robust and superelastic dual‐network graphene/melamine composite sponge for motion sensing”的论文，研究通过构建三聚氰胺和石墨烯的双网状结构而无需任何化学添加剂，即可制备出超弹性且坚固的三聚氰胺/石墨烯复合海绵。
　　制备的复合海绵在50％应变下的强度可以达到受控GA的40倍。经过50次压缩循环后，复合海绵的应变和强度恢复率分别约为97％和90％。更重要的是，出色的压缩性能与石墨烯网络的良好电导率相结合，使其成为动态的压阻材料，可以立即响应不同频率的动态应力和应变。得益于这些出色的性能，双网络复合海绵在运动传感领域显示出巨大的潜在应用。

　　图1、MF / GA复合海绵（a）在热处理之前和（b）之后的照片，以及（c）具有心形形状的MF / GA复合海绵的照片

　　图2、（a）MF和（b，c）MF / GA复合海绵的SEM图像

　　图3、（a）GA和（b）MF / GA复合海绵在压缩前后的照片

　　图4、GA，MF和MF / GA复合海绵的五个压缩循环的应力-应变曲线

　　图5、通过不同的冷冻温度（（a）-178°C，（b）-78°C和（c）-42°C）和不同的GO溶液浓度（（d）2，（ e）4和（f）8 mg·g -1）

　　图6.（a）在（c）阶跃应变变化下MF / GA复合海绵的应力和（b）电流变化

　　图7、使用MF / GA复合海绵作为运动传感器的I-t曲线，用于（a）弯曲和（b）压缩
　　MF / GA复合海绵利用MF的高孔隙率和优异的弹性，通过简单的三个步骤（包括浸入吸收，冷冻干燥和热还原）制备。尽管该方法不含化学添加剂，但由于形成了MF和GA的双网状结构，因此与GA相比，所制备的海绵的抗压强度和弹性大大提高。制备的复合海绵在50％应变下的强度可以达到受控GA的40倍。经过50次压缩循环后，复合海绵的应变和强度恢复率分别约为97％和90％。
　　更重要的是，出色的压缩性能和良好的导电性使其成为一种良好的动态压阻材料，可对不同频率的动态应力和应变提供即时响应。在循环压缩过程中，输出电流信号会在相同频率下周期性地随着压缩应力而变化。输入压力和流出电流之间的最大延迟时间仅为0.091s。另外，与橡胶基压阻材料不同，复合海绵的电流在压缩应力下不会出现任何松弛现象。由于具有高强度，超弹性，良好的导电性和出色的动态压电性能，因此制成的海绵在压力和应变传感器中显示出巨大的应用潜力。
　　文献：

　　文章来源：材料分析与应用