據物理學家組織網近日報道，美國賓夕法尼亞州匹（pǐ）茲堡卡內基?梅隆大學的研究人（rén）員（yuán）在易碎的碳納米管氣（qì）凝膠上覆蓋石墨烯（xī）塗層（céng），使其（qí）猶如穿上超人鬥篷一樣，在強度（dù）壓（yā）力下（xià）一（yī）改易塌癟狀態而轉變得堅韌耐壓（yā），而當卸除負載後又可完全恢複原狀（zhuàng）。該研究結果刊登在《自然?納米技術》雜誌（zhì）上。

      研究人員說，他們演（yǎn）示的碳納米管網狀物從脆弱（ruò）性轉變成超彈性，僅僅是通（tōng）過石墨烯塗（tú）層實現的，其所提供的超彈性和耐疲勞性，將（jiāng）使碳納米管（guǎn）氣凝膠在包括電極材料、人工肌肉（ròu）和其他機械結構等各種領域得以廣泛應用。

      通常情況（kuàng）下，塗層增加了材料耐腐蝕、潤滑、美觀、表麵化學變更、密封等特性，但不利於（yú）力學性能（néng）的變化。研究人員說（shuō）：“正常（cháng）的凝（níng）膠大多是由使其表麵交錯相連的網狀液體材料構成，氣凝膠是用氣體更換了凝膠中的液體材料。在臨界溫度把凝膠烘幹，由此產（chǎn）生的氣凝膠是體積上由99.9％空氣組成的輕質材料，但也具有幹燥、剛性好、堅實如（rú）固體的特（tè）點。”

      在目前的研究中（zhōng），研究人員采用已添加了空氣的碳納米管氣（qì）凝膠，其由約1微米長的分散的碳納米管構成。碳納米管氣凝膠在壓力下會保有（yǒu）其形狀，是因為在節（jiē）點的分子間相互作用，碳納米管會在各個點上相互交叉。然而，當（dāng）將這些氣凝膠在其原來大小基礎上壓縮高達90%的程度時，它們即會倒塌或導（dǎo）致永久性變形，以此限製了其潛在的應用。

      在非（fēi）塗層的氣凝膠裏，強力壓縮後，在節點上支持氣凝膠網狀結構的支柱可（kě）以彎曲和（hé）自由旋轉，從而增加了碳納米管和形成（chéng）的新節點（diǎn）之間的接觸麵積。當去（qù）除負載後，恢複這些節點到原狀則需要比施加壓力（lì）更多的力量。正因為碳納米管氣凝膠沒有恢複之力（lì）來突破壓縮過程中形成的新節點，由此不會回到（dào）原來的形狀。

      為了克服這種缺乏彈性的問題，研究人員在碳納米管氣凝膠（jiāo）上塗上1到（dào）5層石墨烯塗（tú）料。研究人員認為，石墨烯塗層可加（jiā）強節點支柱，賦予其超彈特性。相比之下，強力壓縮節點時，覆蓋石（shí）墨烯塗層的碳納米管（guǎn）氣凝膠具有強大的支柱不易旋轉，在節（jiē）點上的石（shí）墨烯會被壓縮和弄皺，而這（zhè）樣的石墨烯薄片會提供恢複（fù）力，像彈（dàn）簧（huáng）一樣打破所形成的新節點。

      研究表明，塗有石墨烯的碳納米（mǐ）管氣凝膠可以經（jīng）受高度壓縮，之後可反彈恢複到其原來的形狀。其可承受超過100萬次的壓縮循環，並在壓力釋放後仍能恢複其原來的形（xíng）狀。如此不僅能夠（gòu）使氣凝膠抵擋住強力壓縮變成超彈性材料，同時還保持了其多（duō）孔性和導電性等屬性。顯然，該特性為未來新的氣凝膠應用打開了一扇大門。