高い電気伝導率を伴うグラフェンエアロゲルの合成

高い電気導電率と大きな内面領域を示すグラフェンシートの超低密度の3次元マクロアセンブリの合成を報告します。これらの材料は、個々のシートを架橋するために有機ゾルゲル化学を使用している単一層グラフェン酸化物の懸濁液からのモノリシック固体として調製されます。得られたゲルは非常に批判的に乾燥し、熱的に還元されて、10 mg/cmに近づく密度のグラフェンエアロゲルを生成します（3）。GO間の物理的なクロスリンクを利用する方法とは対照的に、このアプローチはグラフェンシート間の共有結合炭素結合を提供します。これらのグラフェンエアロゲルは、物理的な架橋のみを持つグラフェンアセンブリと比較して、2桁以上の2桁以上のバルク電気伝導率の改善を示します（〜5×10（-1）s/m）。グラフェンエアロゲルには、大きな表面積（584 m（2）/g）と細孔体積（2.96 cm（3）/g）もあり、これらの材料はエネルギー貯蔵、触媒、および検知用途で使用できる実行可能な候補にしています。

We report the synthesis of ultra-low-density three-dimensional macroassemblies of graphene sheets that exhibit high electrical conductivities and large internal surface areas. These materials are prepared as monolithic solids from suspensions of single-layer graphene oxide in which organic sol-gel chemistry is used to cross-link the individual sheets. The resulting gels are supercritically dried and then thermally reduced to yield graphene aerogels with densities approaching 10 mg/cm(3). In contrast to methods that utilize physical cross-links between GO, this approach provides covalent carbon bonding between the graphene sheets. These graphene aerogels exhibit an improvement in bulk electrical conductivity of more than 2 orders of magnitude (∼1 × 10(2) S/m) compared to graphene assemblies with physical cross-links alone (∼5 × 10(-1) S/m). The graphene aerogels also possess large surface areas (584 m(2)/g) and pore volumes (2.96 cm(3)/g), making these materials viable candidates for use in energy storage, catalysis, and sensing applications.