成果简介：

石墨烯具有的优异导热、电学、光学及机械性能，也引发了国内外研究者对智能石墨烯传感器和驱动器件研究的极大兴趣。基于石墨烯的优异性能，且石墨烯的结构非常稳定，其弯曲调控时将不同的能量形式（电能、化学能、光、热等）转化成机械能，对于制备轻薄的石墨烯基刺激响应性力传导元件（包括形状记忆材料、驱动装置）具有非常重要的意义和价值。

利用多巴胺自聚合及其优异的粘附性，在自组装氧化石墨烯表面修饰聚多巴胺后，锚固溴引发剂并通过表面引发原子转移自由基聚合（ATRP）接枝刺激响应性（湿度、温度、溶剂、pH）聚合物刷对石墨烯进行不对称修饰，制得刺激响应性石墨烯纸，实现石墨烯的弯曲调控。所采用的 ATRP 方法为可控活性聚合反应，反应条件温和、操作简单、可控性高、单体适用范围广，可根据需要调控石墨烯表面具有不同的功能性如刺激响应性、亲疏水性及生物活性等，如聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚 N-异丙基丙烯酰胺（PNIPAm）、聚甲基丙烯酸 N,N-二甲氨基乙酯（PDMAEMA）、聚甲基丙烯酸 3-磺酸丙酯钾盐（PSPMA）、聚甲基丙烯酸缩水甘油酯（PGMA）等（聚合物刷的结构式如图 1 所示）。其中，PGMA 侧链的环氧基团还可以进行交联以及开环再修饰。

图 1. 聚合物刷结构式

应用范围：

所制备的刺激响应性石墨烯纸可用于对湿度、温度、溶剂、pH 具有响应性的石墨烯基传感器。

推广潜力及前景分析：

针对单面/两面不对称修饰的石墨烯有望用于石墨烯基刺激响应性传感器、驱动器。

 

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