自2011年首次报道以来，石墨烯纤维在力学性能、电导率、热导率等方面的优异特性使其在多功能织物、能量收集、电磁干扰屏蔽、超级电容器、柔性电池、传感器等领域具有广阔的应用前景。
通常采用湿法纺丝组装氧化石墨烯前驱体，再经还原处理制备宏观石墨烯纤维。然而，结构缺陷和氧化石墨烯纳米片的不完全还原往往会阻碍氧化石墨烯纤维的发展，导致抗拉强度和导电性不达标。因此，人们提出了多种优化石墨烯纤维性能的策略，包括使用大尺寸的氧化石墨烯片、调整纺丝条件、插层调塑纺丝和高温热还原。但在追求高性能石墨烯纤维的过程中，仍存在能耗高、处理繁琐等局限性，因此使用简单方法制备高导电强度石墨烯纤维依旧是一个挑战。
在此，北京化工大学的张好斌教授带领团队成员通过优化氧化石墨烯纳米片的表面化学，展示了一种可伸缩且无添加剂的湿纺丝方法，用于制备高性能的原始石墨烯纤维。对比传统的Hummers法制备的氧化石墨烯，本方法制备的氧化石墨烯表面端基(f-GO)更少，特别是痕量羧基。由于层间相互作用更强，更容易形成用于旋转的液晶，并构建紧凑有序的排列。该研究在4月12日发表于《Advanced Functional Materials》期刊上。
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经测试表征，该方案开发的f-GO纤维的抗拉强度达到791.7 MPa，韧性达到24.0 MJ m-3。经温和化学还原后，石墨烯纤维的抗拉强度达到875.9 MPa，韧性达到13.3 MJ m-3，导电性达到1.06 105 S m-1，优于目前报道的大多数化学还原石墨烯纤维。
此外，还证明了还原f-GO纤维在制备可穿戴织物方面的潜力。比较了f-GO纤维和h-GO纤维的断裂行为，分析了其断裂机理。详细研究了纺丝参数对f-GO纤维显微组织和力学性能的影响。
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这项工作为高性能石墨烯纤维和柔性可穿戴设备的大规模生产提供了一条全新的有前途的途径。
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