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 據悉，蘭州大學土木工程與力學學院在3D打印多功能石墨烯智能結構材料研究中取得重要進展，相關研究成果發表在美國化學學會TOP期刊ACS Nano(2016-2017年影響因子13.942,，中科院JCR分區一區)，論文題目為：“Three-Dimensional Printing Hollow Polymer Template-Mediated Graphene Lattices with Tailorable Architectures and Multifunctional Properties”。張強強副教授為論文第一作者和通訊作者，蘭州大學為論文第一通訊單位。

石墨烯（Graphene）獨特的晶體結構賦予了其優異的力、電、光、熱等性能。如何實現石墨烯材料的功能宏觀體可控構筑，實現材料結構在多尺度上的可控設計和優化布局，對于推動石墨烯微納尺度優異特性在宏觀大尺度利用和多功能化發展具有重要的意義。目前，已報道石墨烯宏觀體制備方法有水熱反應或超臨界干燥技術等，受限于材料在成型過程中的反應成型容器的簡單形態，所制備的材料存在結構形態可剪裁性差和力學性能調變性弱等挑戰。 3D打印石墨烯功能材料由于精確的多尺度結構剪裁和新穎的幾何形態設計，較傳統的碳納米材料展現出更優的力、電、熱學等性能調控特性，是目前石墨烯多功能材料研究重要的前沿領域之一。

蘭州大學青年教師張強強與美國堪薩斯州立大學Dong Lin博士和紐約州立大學水牛城分析Chi Zhou博士展開合作，就石墨烯宏觀構筑體多尺度成型的3D打印制備關鍵技術開展研究。首先，采用立體光刻3D打印技術（3D stereolithography），在宏觀大尺度設計和構建了具有一定幾何結構形態的高分子支撐模板結構。然后，將具有良好的流動性的氧化石墨烯混合液注入高分子模板結構，經過改進的水熱反應和冷凍干燥工藝，在微納尺度上石墨烯的微觀孔結構特征和空間取向得到有效控制。最后，經過熱刻蝕處理去除高分子模板后，得到宏觀上具有連續3D鏤空特征、微觀上具有有序排布類蜂窩多孔結構的三維石墨烯結構形式。基于3D打印模板輔助剪裁和微觀自組裝調控機制，實現石墨烯宏觀體幾何結構形態的多尺度可控制備。該研究豐富了石墨烯材料可控制備手段，制備的石墨烯多功能體結構材料表現出良好的結構穩定性、高導電、低導熱、大吸附容量、高焦耳熱等特性，使其可廣泛應用于環境除污、重油吸附、隔熱材料、電極器件、超材料設計、智能傳感器以及生物組織支架等領域。