氣凝膠作為一種多孔結構的新型材料，具有超低密度、超低導熱及高能量吸收的性質，在保溫材料、隔音材料、污染控制和催化劑載體等方面有著廣泛的應用，而碳氣凝膠尤其是石墨烯氣凝膠更是具有光明的應用前景。然而，這些應用往往需要石墨烯氣凝膠同時具備高強度和高彈性，這種“魚和熊掌兼得”的要求對科學家們提出了不小的挑戰。盡管目前也發展出一些技術試圖解決這一問題，如3D打印、化學氣相沉積、水熱法及冷凍干燥法等，但能真正制備出高度有序結構得到高強度和高彈性石墨烯氣凝膠的成功者寥寥無幾。
再力花（Thalia dealbata）也稱水竹芋、水蓮蕉，作為一種水生植物，可能并不為人所熟知。最近，浙江大學的謝濤教授（點擊查看介紹）和柏浩教授（點擊查看介紹）等研究人員受輕質、高強度、高彈性的再力花莖干的啟發，模仿其3D層層互連結構，采用雙向冷凍技術以冰為模板將氧化石墨烯組裝成類似結構，再經過冷凍干燥和熱還原得到了具有高度有序3D結構的石墨烯氣凝膠。這種仿生石墨烯氣凝膠同時具有高強度和高回彈能力。相關成果發表于ACS Nano 雜志上，楊苗和趙昵芳為共同第一作者，柏浩教授為通訊作者。
作為觀賞植物的再力花。圖片來自網絡
再力花的莖干通常有2米高，僅6-10毫米厚，具有足夠的強度和彈性，能讓植株在頻繁刮風的環境中生存。研究人員發現，再力花莖干中具有3D層層互連結構。受此啟發，研究人員采用雙向冷凍技術，首先使冰晶成核，再使其沿垂直和水平兩個方向的溫度梯度進行生長，氧化石墨烯片層在兩個方向上平行組裝，形成類似再力花莖干的3D微結構，隨后經過冷凍干燥和熱還原得到仿生石墨烯氣凝膠。通過電鏡表征，這種石墨烯氣凝膠片層的厚度為1-5 μm，連接橋的長度為10-30 μm，且內部含有許多大孔。
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