兼具高比剛度、高比強度、強能量吸收等優(yōu)點(diǎn)的多孔材料，可應用于復合材料、環(huán)境、能源和生物等領(lǐng)域。構建密度低于10 mg/cm3超輕材料為目前國際研究熱點(diǎn)，例如金屬、陶瓷基等超晶格結構。然而，隨著(zhù)密度的降低，這些材料的力學(xué)、電學(xué)性能呈指數降低，同時(shí)材料結構的穩定性以及可恢復形變顯著(zhù)變差?？茖W(xué)家夢(mèng)寐以求的碳基的多孔材料，由碳納米管或石墨烯組成，兼具優(yōu)異的力學(xué)和電學(xué)性能。這要求結構單元(碳管或石墨烯片之間)由共價(jià)鍵連接，但是難以實(shí)現。

　　最近，中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所、賓夕法尼亞大學(xué)和北京大學(xué)合作研究，畢輝、陳一葦和黃富強等發(fā)現了一種三維石墨烯管的“超級材料”，屬于一種新型的具有分級多孔結構的多孔材料，兼具遠優(yōu)于已有碳材料的強力學(xué)、低密度、高導電等特性。該三維石墨烯首次由四連接的石墨烯納米管通過(guò)碳碳共價(jià)鍵鍵合，形成類(lèi)似金剛石的四配位三維穩固結構。

　　該三維石墨烯管具有高強度，可以支撐自身重量的4萬(wàn)倍，沒(méi)有發(fā)生明顯形變，同時(shí)還具有超高彈性，循環(huán)1000次后幾乎可完全恢復，為所有多孔材料之最。石墨烯空管材料擁有優(yōu)異的電導率，三維石墨烯管可作為性能優(yōu)異的彈性導體，其力學(xué)和電學(xué)性能是目前報道的多孔石墨烯的1-2個(gè)數量級高，可以應用于新能源領(lǐng)域。此外，該材料具有超疏水特性，吸附有機溶劑超快，吸附有機溶劑達自身重量的600倍以上，可用于污水處理，如海上漏油等。

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