浙江大学高分子科学与工程学系高超

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浙大高超教授、许震特聘研究员团队与马列教授团队及其他合作者共同努力，突破了这一响应速度难题。该项工作以高度可拉伸的石墨烯气凝胶为模板，在其内部构筑由聚己内酯（polycaprolactone，PCL）纳米薄膜（2.5-60nm）搭建而成的形状记忆网络。其中，石墨烯纳米网络作为快速能量转换和能量注入通道，PCL纳米网络作为快速能量传递和形变载体。这种具有PCL/石墨烯互穿网络结构的气凝胶纳米复合材料在电信号刺激下，响应时间仅为50毫秒，响应速度可达175±40 mm s-1，最大形变约100%。该工作以“Millisecond Response of Shape Memory Polymer Nanocomposite Aerogel Powered by Stretchable Graphene Framework”为题发表在ACS Nano 上。

图一. 传统形状记忆高分子共混复合材料和复合气凝胶（本文）示意图

  传统的形状记忆高分子复合材料多采用与导电添加剂共混的方法制备，从而导致导电网络到SMP基体的热传导距离一般在微米级。然而，高分子材料的热导率一般都较低(比如本文使用的聚己内酯PC，~ 0.3 W mK-1) ，这就导致传统的共混形状记忆高分子材料的响应时间一般在秒级以上。此项研究以高度可拉伸的气凝胶为模板，在其表面构筑纳米级聚己内酯连续纳米层（2.5-60nm），减少热传递距离。

  高超教授的博士研究生郭凡为论文第一作者。郑晓闻作为论文第二作者   浙江大学高分子科学研究所马列教授和浙江大学航空航天学院王宏涛教授为这个工作的完成提供了大力支持和合作指导。论文得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金委等相关经费的资助。

  论文链接：http://polymer.zju.edu.cn/gc/uploadfile/2019/0428/20190428033617483.pdf