浙大高超教授：在超導石墨烯纖維研究取得新進展
2017-04-10 來源：中國聚合物網
關鍵詞：石墨烯纖維
石墨烯纖維是由石墨烯有序堆積排列而成新型碳質纖維，具有優異的電/熱傳輸特性。圍繞石墨烯纖維的高性能化和多功能化等關鍵問題，浙江大學高分子科學與工程學系高超教授課題組取得了系列突破性的研究成果，先后實現了高強度高模量石墨烯纖維（Adv. Mater. 2016, 28, 6449）、導電率比肩金屬的高導電石墨烯纖維（Adv. Mater. 2016, 28, 7941）。導電材料導電性能的極限是超導，即導體電阻為零。能否研制出具有超導特性的石墨烯纖維，實現電流的無損傳輸，是高超教授課題組一直在努力尋求攻克的研究方向。
在前期工作的基礎上，通過氣相插層反應，制備了金屬鈣插層的石墨烯纖維，測試了其導電性與溫度的關系。發現當溫度降低至11 K時，鈣插層石墨烯纖維電阻急劇下降，表現出超導體的性質，當溫度達到4 K時，電阻為零。另外通過磁學性能表征，也證實了鈣插層石墨烯纖維超導電性的本征屬性。研究成果發表在國際著名期刊ACS Nano，影響因子13.334。
鈣插層石墨烯纖維是第一個宏觀碳質超導纖維，其超導轉變溫度為11 K，與商用NbTi超導線相當。隨著制備工藝的改善，其超導轉變區間會進一步變窄，超導轉變溫度還會進一步提升。這種新型輕質超導纖維在低溫物理、醫療磁共振成像、超導量子干涉、未來電力傳輸、航空航天等領域具有廣闊的應用前景。
論文第一作者為博士生劉英軍，這一研究成果由高超教授課題組與中國科學院物理研究所薛面起研究員、陳根富研究員合作完成，受國家自然科學基金資助。
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