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日前，精細(xì)化工國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室邱介山教授領(lǐng)銜的遼寧省“能源材料化工”創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)在超大面積二維納米碳材料研究取得重大進(jìn)展，其成果發(fā)表在《 先進(jìn)功能材料》（ Adv. Funct. Mater.2015, 25, 5420-5427，被選為前內(nèi)封面）。

以石墨烯為代表的二維功能材料近年來(lái)炙手可熱，這些明星材料在力學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)和磁學(xué)等方面顯示出令人驚異的獨(dú)特性能。研究發(fā)展性能可控和成本低廉、能夠充分滿足實(shí)用化需求的類石墨烯二維納米碳材料的制備新方法和新技術(shù)，并揭示這些材料在能量存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)換、催化等技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用潛力和構(gòu)效關(guān)系，是國(guó)內(nèi)外關(guān)注的富有挑戰(zhàn)性的一個(gè)重要課題。

邱介山教授領(lǐng)銜的遼寧省“能源材料化工”創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)提出基于可再生生物質(zhì)分子在二維層狀晶體模板表面的長(zhǎng)程有序自組裝策略，建立了超大面積二維納米碳材料的綠色制備與多尺度宏觀體的構(gòu)筑新方法。與常規(guī)硬模板內(nèi)部的二維限域孔道相比，生物質(zhì)分子在層狀晶體敞開(kāi)表面的吸附熱動(dòng)力學(xué)與長(zhǎng)程有序分布更加高效，碳化后獲得的納米碳薄片面積可達(dá)數(shù)百平方微米以上，而厚度僅為5-8納米，其aspect ratio（碳片lateral size與厚度之比值）介于6000-10000，具有優(yōu)異的導(dǎo)電性與柔韌性。以生物質(zhì)分子（明膠）為前驅(qū)體，以硼酸為層狀晶體模板，在納米碳薄片內(nèi)原位摻雜引入硼和氮原子，一步法實(shí)現(xiàn)對(duì)納米碳薄片之化學(xué)組成和微觀結(jié)構(gòu)的精細(xì)調(diào)變。此類超大面積納米碳薄片具有優(yōu)異的柔韌性，可作為基本結(jié)構(gòu)基元，基于多尺度自組裝機(jī)制而構(gòu)筑二維柔性自支撐薄膜、三維超輕氣凝膠等。作為超級(jí)電容器電極材料，此類超大面積納米碳薄片及其自組裝構(gòu)筑的二維薄膜宏觀體均表現(xiàn)出高比電容、超長(zhǎng)循環(huán)壽命（15000次）及優(yōu)異的高功率輸出能力；材料制備過(guò)程中的層狀晶體模板（硼酸）可通過(guò)簡(jiǎn)單的溫和綠色化的水洗-蒸發(fā)結(jié)晶工藝循環(huán)利用。

大連理工大學(xué)能源材料化工遼寧重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室與美國(guó)麥克儀器公司共建了聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室。聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室配備了麥克儀器全功能型多用氣體吸附儀3Flex、全自動(dòng)多功能氣體吸附儀ASAP 2020，全自動(dòng)化學(xué)吸附儀Chmisorb等多款儀器，為該納米碳材料的表征起到?jīng)Q定性作用。