【原创】浙江大学高超教授课题组部分科研成果一览


来源:中国粉体网   平安

[导读]  近日,由浙江大学高超教授团队成果转化并建设的全球首条纺丝级单层氧化石墨烯十吨生产线试车成功。国际石墨烯产品认证中心为该生产线生产的单层氧化石墨烯及其应用产品多功能石墨烯复合纤维分别颁发了全球首个产品认证。

中国粉体网讯  近日,由浙江大学高超教授团队成果转化并建设的全球首条纺丝级单层氧化石墨烯十吨生产线试车成功。国际石墨烯产品认证中心为该生产线生产的单层氧化石墨烯及其应用产品多功能石墨烯复合纤维分别颁发了全球首个产品认证。据了解,纺丝级单层氧化石墨烯十吨生产线生产的产品单层率大于99%,能够支撑多样化的下游应用。

1、高超教授简介

高超教授是浙江大学求是特聘教授、博士生导师、高分子科学研究所所长,浙江省科协第十届委员会常委、委员,浙江大学学术委员会委员。主要从事石墨烯化学与组装等方面的研究。在Sci. Adv.,Nat. Commun.,Adv. Mater.,Acc. Chem. Res.等期刊发表SCI收录文章180余篇,他引10000余次。



高超教授
(来源:浙江大学纳米高分子高超教授课题组官网)

2、高超教授主要学术成果

(1)发现了氧化石墨烯液晶及二维胶粒的手性液晶相,提出并实现了连续石墨烯纤维;

(2)实现了高性能石墨烯纤维超级电容器和石墨烯基纳滤膜;

(3)采用非模板协同组装策略制备了超轻弹性气凝胶;

(4)通过湿法纺丝,获得了多功能的石墨烯纤维无纺布及连续薄膜;

(5)通过“片折叠”概念,解决了宏观材料高导热和高柔性不能兼顾的难题,获得了大片高导热超柔性石墨烯导热膜;

(6)提出“三高三连续”设计原则,研制出全天候超快长循环铝-石墨烯电池。

3、高超教授课题组部分科研成果简介

浙江大学高分子科学与工程学系纳米高分子课题组,由国家杰出青年基金、万人计划获得者高超教授领衔,目前课题组共有教授1名,特聘研究员1名,副教授1名,科研助理2名,专职科研人员3名,博士后12名,博士生12名,硕士生8名。团队目前建有石墨烯组装 (A. Lab)、石墨烯复合材料 (C. Lab)、新能源材料 (E. Lab) 3个实验室。

(1)石墨烯组装:化学、液晶、宏观组装及催化

受到生物群落效应的启发,高超教授团队发现了氧化石墨烯液晶并确认了其丰富的液晶相,基于液晶自组装策略,在国际上率先实现了系列高性能石墨烯宏观材料的制备及性能升级,相关材料包括:石墨烯纤维、石墨烯薄膜、石墨烯无纺布以及超轻石墨烯气凝胶。通过湿纺组装策略首次实现了连续高性能石墨烯纤维的制备,建立了从石墨出发制备高性能碳基纤维的新方法,发展了高强、高韧、高导电、高强多孔等石墨烯纤维品种。石墨烯纤维相关工作引起了广泛的关注和积极评价,文章曾被Nature News、NPG Asia Materials等亮点评价。课题组建立的石墨烯宏观组装方法和理论,开启了石墨烯及其他二维纳米材料作为结构功能一体化宏观材料应用的新时代。



(来源:浙江大学纳米高分子高超教授课题组官网)


(来源:浙江大学纳米高分子高超教授课题组官网)
 

(2)石墨烯能源:超级电容器、锂电池

①以石墨烯纤维、薄膜及体状石墨烯材料为新型电极材料,开发一维线性、二维薄膜、及三维网络基柔性超级电容器。

②以石墨烯宏观体复合材料为新型电极材料,开发新型高比能杂化超级电容器,以及发展新概念、轻薄化、小型化、可折叠、可拉伸超级电容器。

③以富有特色的石墨烯气凝胶作为铝电池正极材料开展了深入研究,获得了高性能铝-石墨烯电池;提出了石墨烯正极材料设计的“无缺陷原则”,即石墨烯缺陷越少,电化学性能越好,为铝-石墨烯电池性能的进一步提升提供了新思考。



(来源:浙江大学纳米高分子高超教授课题组官网)


(来源:浙江大学纳米高分子高超教授课题组官网)

(3)高分子合成:超支化聚合物、序列结构大分子、点击化学、活性可控聚合等

超支化聚合物因其具备大量表面端基、内部空腔以及简易的制备方法而在材料科学、生命科学等领域有广泛应用价值。然而,传统型超支化聚合物,由于高内部位阻效应以及有限的化学反应手段只能实现表面端基的官能化,使其内部空腔不能得到有效利用。团队设计并合成了骨架较为疏松且可改性的链段型超支化聚合物,结合高效的点击化学,实现了全骨架单/杂官能度的链段型超支化聚合物,拓展了超支化聚合物的应用领域。在链段型超支化聚合物的基础上,我们合成了四维超支化聚合物刷。



(来源:浙江大学纳米高分子高超教授课题组官网)

团队结合可逆加成断裂链转移聚合与乙烯基自缩聚,一步法合成了带有全骨架叔胺基团的链段型超支化聚合物。首次提出门秀金季铵化点击反应,在聚合物骨架上引入阳离子炔基官能团或叠氮官能团,得到两种两亲性可水溶可点击的链段型超支化聚合物。进而,利用叠氮炔环加成点击反应, 在骨架上接枝侧链或官能性小分子,制备了亲水型四维聚合物刷、两亲性超支化聚电解质、超支化ATRP大分子引发剂等新型拓扑功能大分子。



(来源:浙江大学纳米高分子高超教授课题组官网)


资料来源:新华网、浙江大学纳米高分子高超教授课题组官网

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作者:平安

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