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據悉， 近日，哈工大土木學院青年教師鐘晶課題組與來自國內外科研院所、高校的科研人員合作，在石墨烯基宏觀體構建與制備方面取得一系列新成果。研究成果分別發表于國際權威期刊《美國化學學會·納米》（影響因子13.71）和《自然·通訊》（影響因子12.35）上。我校為共同第一單位與通信單位。

石墨烯是典型的二維納米材料，具有極為優越的力學、電學、熱學、化學穩定性與物理隔絕性能。另一方面，石墨烯作為作為典型的二維材料，具有極強的各向異性。為了發揮其優異的物化性能，石墨烯的高效定向與致密組裝是高強石墨烯薄膜、高能量密度儲能材料、以及優異石墨烯基防腐涂層等石墨烯基宏觀體構建與制備的關鍵。作為新型交叉領域，納米材料的組裝旨在研究納米尺度下組裝單元的基本物化特性以及分子間作用力對宏觀結構及其性能的影響規律，進而認識在多尺度下空間固體結構的形成過程與流-固相互作用機制，為材料科學、膠體科學以及連續介質力學的學科交叉與融合提供新穎的研究平臺。

針對限制石墨烯高分子防腐涂料性能提升的瓶頸問題，即石墨烯難以分散與空間分布難以控制等問題，鐘晶課題組與華盛頓州立大學石鮮明教授課題組合作，首次提出了基于貝殼仿生結構的防腐策略,通過旋轉法層層組裝方法，制備了氧化石墨烯/環氧樹脂復合涂層。由于石墨烯在該復合涂層內形成了平行致密堆疊結構，不僅完全避免了石墨烯的分散問題，而且可以完美阻隔氯離子等腐蝕介質的滲透，從而實現了只用常用環氧樹脂涂層的50%厚度（17微米）就可以使腐蝕速度降低20倍。

針對石墨烯難以大規模有效定向與致密組裝問題，鐘晶課題組與中科院金屬研究所先進碳材料部合作，利用流體力學的基本原理，首次提出利用離心澆鑄法在旋轉過程中產生的離心力與剪切應力實現二維材料的高效大規模的高度定向及致密組裝，實現了對石墨烯薄膜以及石墨烯復合材料的高效制備，并展現出極為優越的性能（石墨烯薄膜的強度達到600 MPa）。該方法具有很強的通用性，可推廣至氮化硼薄膜、二硫化鉬薄膜以及異質結的高效制備。

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