北京大学刘忠范院士团队ACS Nano：给玻璃纤维“穿上”石墨烯外衣

本文针对纤维增强聚合物复合材料功能化过程中面临的保持力学性能和工艺兼容性的挑战，由北京大学刘忠范院士团队提出“石墨烯蒙皮”策略。研究背景在于传统FRP功能化方法常导致结构改变或浸渍受限。研究目的是在不牺牲力学性能前提下赋予复合材料新功能。团队通过CVD技术在玻璃纤维单丝上原位生长连续石墨烯层，制备出石墨烯蒙皮玻璃纤维织物，其导电性可调，且与环氧树脂亲和力显著增强。该织物无缝融入现有预浸料-热压罐工艺，所制复合材料在拉伸、压缩、弯曲等力学性能上与原始材料相当，并展现出超快电热响应和防除冰能力，例如在-30°C下仅需0.1 W/cm²功率密度即可有效防冰，且功耗仅为飞机总功率的0.01%。此外，材料还具备电磁屏蔽潜力及优异的循环稳定性。结论指出，该策略为航空航天等领域的结构-功能一体化复合材料开辟了全新道路。