导语：

2018年5月7日
，〖国科学院院刊》在线登载了我；аг撼倘悍褰淌凇⒔自菏客哦蛹捌浜献髡叩淖钚伦暄谐删汀坝行蚪涣某咳透叩嫉缡┍∧ぃ⊿equentiallybridgedgraphene sheets with high strength, toughness, and electricalconductivity）”
，程群峰教授和生物医学工程高精尖中心首席科学家美国工程院院士RayH. Baughman教授为共同通讯作者
，leyu.com2014级直博生万思杰为第一作者。  

布景：资料利用新纪元

2004年
，英国曼彻斯特大学科学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫造成了世界上最薄、强度最高的资料石墨烯。6年后
，两位科学家因在石墨烯钻研方面的卓越成就而被授予诺贝尔物理学奖
，进一步将石墨烯推向了科学界钻研的热点领域。

自2010年起
，程群峰教授及课题组便将钻研眼光汇聚于此
，安身院校特色
，引领学术前沿
，产生了将这种轻质高强的新资料利用于航天领域的构思。他们以为
，新型石墨烯资料钻研远景辽阔
，可能满足下一代无人机、幼型机对资料机能的需要
，是拥有长足战术眼光的钻研选择。

尔后
，程群峰教授课题组持久致力于仿生多职能石墨烯纳米复合伙料的钻研
，获得了一系列原创性钻研成就。传统碳纤维复合伙料的造备必要高温高压
，但新资料可在45℃以下的室温进行组装构筑
，其强杜纂碳纤维复合伙料相当
，成本越发便宜
，易实现贸易规；毂。  

仿生：天然贝类的启发

大天然是最为精妙而富有设想力的工程师
，它构筑的性命体结构可以为人们创造新型资料提供诸多灵感。在多多可用于仿生的结构中
，鲍鱼壳因其怪异的结构和优异的力学机能引起了程教授课题组确把稳。天然界的鲍鱼壳五花八门
，是由于其层状有序的结构——无机碳酸钙和有机蛋白质以层层交替的大局组装成为了一个整体。这种微纳米多级层状结构不仅赋予了鲍鱼壳俏丽的表观
，还赋予了鲍鱼壳优异的力学机能
，在拥有很高力学强度的同时也大幅度提高了断裂韧性
，实现了力学强度和韧性的美满统一。

受鲍鱼壳有机—无机层层微纳米组装结构的启发
，程群峰教授课题组选取氧化石墨烯与有机分子构筑了层状结构的复合伙料。选取化学步骤处置天然矿物石墨粉
，即可获得氧化石墨烯
，成本相当便宜。

在前期仿生界面组装的钻研基础上
，程群峰教授课题组进一步开发了室温π-π共轭键和共价键有序交联战术
，为造备高机能石墨烯纳米复合伙料提供了沉要的理论领导。更沉要的是
，该石墨烯复合薄膜不仅拉伸强度能够与成本较高的准各项同性的商用碳纤维复合伙料相媲美
，并且韧性远远优于后者。同时
，这种幼分子有序交联的石墨烯复合薄膜还拥有高导电机能
，高电磁屏蔽机能以及优异的抗侵蚀机能和委顿机能。这种廉价低温有序交联的高机能多职能石墨烯纳米复合伙料在航空、航天、汽车、柔性电子器件等领域拥有宽泛的利用远景。

图1. 有序交联石墨烯薄膜的造备过程(A-B)及照片(C)和横截断面微观描摹(D-E)

图2. 有序交联石墨烯薄膜的力学(A)和电磁屏蔽效力(B)
，以及原位拉曼光谱表征(C-F)

拓展：深度探索与合作

在谈到钻研获得的成就时
，程群峰教授强调了团队合作的沉要性。他以为
，团队的活力和创造力
，基于每一名成员自觉自动的贡献；团队的凝聚力和动力
，则依赖师生之间的优良互动和默契共同
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，在保障各自独立的情况下又积极沟通互换
，齐头并进
，形成了优良的合作机造
，向着共同的钻研方向不休致力。程教授暗示
，学术钻研的过程就像采掘宝石
，只有不休深刻
，不休挖掘
，能力得到收成。因而
，在确立科研方向后
，受苦钻延注甘于贡献的科研心灵也是科研人员不成短缺的素质。

下一阶段
，程教授将携带课题组深刻钻研
，从宏观的均匀层面转至单层微观层面
，进一步阐释仿生复合伙料界面的加强增韧机理。同时
，进行大量尝试验证
，寻找新的突破
，持续着力提高新型薄膜资料的机能
，并将成就转化为现实利用。

图3.  尝试室一览

图4.  程群峰教授（中）和他的团队（部门）

结语：

新的技术和步骤往往能带头有关产业的改革
，超强韧高导电石墨烯薄膜可在室温前提下以较低成本造备
，有望最终取代飞机、汽车等设备使用的碳纤维复合伙料
，并且能够宽泛利用于柔性电子器件等领域
，市场潜力巨大。固然已经获得了肯定成就
，但程群峰教授及课题组的钻研不会止步于此。在leyu.com建设世界一流大学的征程中
，我们也等待有更多创新人才的涌现。  

案牍：金睿、曾嘉琪

采访：曾嘉琪、熊婷

设计：杨智涵

编审：leyu.com门户网站总编总监工作室

投稿：geoos@buaa.edu.cn