1成果简介

具有层状结构的气凝胶充分利用了二维构建模块的平面内机械、电和热特性，可用于各种工程应用。然而，通过冷冻铸造生产的层状结构气凝胶需要双向温度梯度来引导固晶生长，这限制了在特定情况下制造复杂宏观形状的气凝胶以实现多功能保护。本文，浙江大学高微微 副教授团队在《Carbon》期刊发表名为“Multifunctional layered structure graphene aerogel with customizable shape by ion diffusion-directed assembly”的论文，研究开发了一种离子扩散引导组装（IDDA）策略，以制造具有可定制宏观形状的分层结构石墨烯气凝胶（LGAs）。

金属离子从基底的平面外方向自发扩散（浓度差）到带负电荷的氧化石墨烯（GO）分散体中，并组装GO形成层状结构。使用 IDDA策略和定制形状基底可以制备定制形状的LGA。层状结构赋予了 LGA 超强的弹性（在90%压缩应变条件下经过10,000次循环后几乎完全恢复）和超高的电磁干扰（EMI）屏蔽性能（EMI屏蔽效果为 89.3 dB，比屏蔽效果为 107,850dB cm2/g）。值得注意的是，LGA可为定制形状提供有效的电磁保护。此外，LGA还具有应变敏感导电性，显示出卓越的压缩诱导可调电磁干扰屏蔽和传感性能。这种IDDA策略可扩展到其他带电胶体系统，从而实现复杂形状和多组分层状气凝胶的高效制备，为多功能气凝胶的实际应用带来了希望。

2图文导读

图1.通过离子扩散定向组装（IDDA）制备 LGA。

图2、LGOA 的宏观形态和微观结构控制。

图3、通过压缩试验系统研究了LGA的机械性能。

图4.LGA 的压阻式传感性能。

图5.LGA 的电磁干扰屏蔽性能。

3小结

本文介绍了通过可控IDDA策略制备分层结构石墨烯气凝胶的方法，该方法可定制任意形状的石墨烯气凝胶。通过调整制备条件，可以控制 LGA 的装配高度、密度和层间距。LGAs具有优异的超弹性、长期抗疲劳性（高达 10,000 次循环）和应变敏感导电性，因此具有卓越的传感性能和压缩诱导的可调 EMI 屏蔽性能。具体来说，LGA 的最大EMI屏蔽值为 89.3 dB，特定屏蔽效率为 107,850dB cm2/g。此外，它还能在复杂的形状和工作条件下提供稳定的电磁保护，在国防、航空航天和其他先进技术领域的实际应用中展现出巨大的潜力。

文献：

https://doi.org/10.1016/j.carbon.2025.120265

来源：材料分析与应用