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據(jù)發(fā)表在《自然·通訊》雜志上的一項(xiàng)新研究，英國(guó)蘇塞克斯大學(xué)的研究人員利用“爆炸滲流”過(guò)程開(kāi)發(fā)出一種高導(dǎo)電聚合物納米復(fù)合材料，該過(guò)程類似于病毒的網(wǎng)絡(luò)傳播。這一發(fā)現(xiàn)是一個(gè)偶然，對(duì)研究人員來(lái)說(shuō)也是科學(xué)上的第一次。

滲流過(guò)程是液體技術(shù)發(fā)展中的一個(gè)重要組成部分，它是一個(gè)系統(tǒng)中的統(tǒng)計(jì)連通性，比如當(dāng)水流經(jīng)土壤或咖啡渣。“爆炸滲流”這一數(shù)學(xué)過(guò)程也可應(yīng)用于人口增長(zhǎng)、金融系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，但在材料系統(tǒng)中從未見(jiàn)過(guò)，而這正是研究人員希望看到的過(guò)程。

在實(shí)驗(yàn)中，研究人員將聚合物乳膠球加入氧化石墨烯中。通過(guò)干燥這種溶液，就像干燥油漆一樣，氧化石墨烯被困在球體之間，隨著加入更多的石墨烯，這些石墨烯薄片最終在乳膠膜內(nèi)形成一個(gè)“滲流”網(wǎng)絡(luò)。

然而，由于氧化石墨烯不導(dǎo)電，研究人員進(jìn)行了一些溫和的加熱(150℃，類似用于干燥油漆的熱槍的溫度)，以消除化學(xué)缺陷。此時(shí)，這些薄膜不僅像預(yù)期的那樣具有導(dǎo)電性，而且比完全由石墨烯制成的薄膜的導(dǎo)電性更強(qiáng)。他們見(jiàn)證了導(dǎo)電性呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。

這種新出現(xiàn)的材料行為帶來(lái)了一種新的高導(dǎo)電涂料解決方案，因?yàn)檠趸┦且环N廉價(jià)且易于大規(guī)模生產(chǎn)的納米材料。導(dǎo)電涂料和油墨在新的印刷技術(shù)中有一系列應(yīng)用，例如賦予涂層抗靜電等特性或制造可阻擋電磁干擾(EMI)的涂層，在可穿戴健康監(jiān)測(cè)器的開(kāi)發(fā)中也至關(guān)重要。

研究人員稱，此次實(shí)驗(yàn)中滲流網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展類似于高傳播性病毒變種的出現(xiàn)，可讓科學(xué)家利用流行病模型來(lái)開(kāi)發(fā)令人興奮的新材料。

研究人員還指出，由于氧化石墨烯的廉價(jià)和可擴(kuò)展特性，這一成果將帶來(lái)可負(fù)擔(dān)得起的高導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料，從而極大地提高包括電池在內(nèi)的電動(dòng)汽車材料的可持續(xù)性，并有可能在陶瓷等材料中添加導(dǎo)電涂層。

總編輯圈點(diǎn)

滲流，是數(shù)學(xué)、統(tǒng)計(jì)物理和網(wǎng)絡(luò)科學(xué)中的基本問(wèn)題之一，也常被用來(lái)分析病毒傳播、信息傳播和社會(huì)關(guān)系。爆炸滲流，形象地描述在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)之中，當(dāng)某種東西達(dá)到閾值就會(huì)引起爆炸性甚至失控地改變。研究人員此次創(chuàng)造性地將這一理論用新材料的生成，讓石墨烯薄片在乳膠膜內(nèi)形成一個(gè)“滲流”網(wǎng)絡(luò)，石墨烯薄膜構(gòu)成的這一導(dǎo)電系統(tǒng)呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。研究人員認(rèn)為，類似方法可以讓科學(xué)家利用流行病模型來(lái)開(kāi)發(fā)新材料，這也再次彰顯了學(xué)科融合交叉對(duì)創(chuàng)新的促進(jìn)作用。

關(guān)鍵詞： 研究人員 導(dǎo)電聚合物 形成一個(gè) 電磁干擾 基本問(wèn)題