石墨烯纖維是由石墨烯有序堆積排列而成的新型碳質(zhì)纖維,具有優(yōu)異的電/熱傳輸特性。浙江大學(xué)高分子科學(xué)與工程學(xué)系教授高超課題組先后實現(xiàn)了高強度高模量石墨烯纖維、導(dǎo)電率比肩金屬的高導(dǎo)電石墨烯纖維。研究成果于近日發(fā)表在《美國化學(xué)會—納米》上。
在前期工作的基礎(chǔ)上,課題組通過氣相插層反應(yīng),制備了金屬鈣插層的石墨烯纖維,測試了其導(dǎo)電性與溫度的關(guān)系。發(fā)現(xiàn)當(dāng)溫度降低至11K時,鈣插層石墨烯纖維電阻急劇下降,表現(xiàn)出超導(dǎo)體的性質(zhì),當(dāng)溫度達到4K時,電阻為零。
另外通過磁學(xué)性能表征,也證實了鈣插層石墨烯纖維超導(dǎo)電性的本征屬性。磁鈣插層石墨烯纖維是第一個宏觀碳質(zhì)超導(dǎo)纖維,其超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度為11K,與商用NbTi超導(dǎo)線相當(dāng)。隨著制備工藝的改善,其超導(dǎo)轉(zhuǎn)變區(qū)間會進一步變窄,超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度還會進一步提升。這種新型輕質(zhì)超導(dǎo)纖維在低溫物理、醫(yī)療磁共振成像、超導(dǎo)量子干涉、未來電力傳輸、航空航天等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
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