北京石墨烯研究院刘忠范院士Adv. Sci.：连续、规模化制备石墨烯/氧化铝纤维

背景：石墨烯是理想的电热材料，但传统化学气相沉积（CVD）方法需要转移步骤，易引入缺陷。直接在目标基底（如商用氧化铝纤维）上无转移生长是理想策略。研究目的：实现石墨烯包覆氧化铝纤维（GAF）的连续、规模化、高品质制备，并验证其与纤维增强聚合物（FRP）复合材料的加工相容性与电热功能。结论：本研究通过自主设计的集成化卷对卷CVD系统，成功实现了GAF的连续、均匀制备。该系统通过多级压差调控与氮气风幕隔离了有氧去胶与无氧生长腔室。所得GAF保持了氧化铝纤维的高强度（>1.1 GPa），并具备优异的电热性能（如真空中加热温度>1200°C，热响应>600°C s⁻¹）。GAF能成功集成到玻璃纤维/环氧树脂预浸料中，制备出结构-功能一体化的GAFRP复合材料，展现出均匀、可控的嵌入式电热功能，在电热防/除冰等领域应用潜力巨大。