p Pesquisadores demonstraram o reforço de fibras de grafeno inspirado no mexilhão para a melhoria das propriedades dos materiais. Um grupo de pesquisa sob a orientação do professor Sang Ouk Kim aplicou a polidopamina como um aglutinante de infiltrado eficaz para alcançar altas propriedades mecânicas e elétricas para fibras cristalinas líquidas à base de grafeno. p Esta engenharia de defeitos bioinspirada é claramente distinguível de tentativas anteriores com ligantes isolantes e tem possíveis aplicações em eletrônica flexível, têxteis multifuncionais, e sensores vestíveis. A engenharia de defeitos em duas etapas aborda a limitação intrínseca das fibras de grafeno decorrentes do dobramento e enrugamento das camadas de grafeno durante o processo de fiação da fibra.

p Em 2009, o grupo de pesquisa descobriu cristais líquidos de óxido de grafeno em meio aquoso enquanto introduzia um processo de purificação eficaz para remover impurezas iônicas. Fibras de grafeno, tipicamente húmido a partir de dispersão de cristal líquido de óxido de grafeno aquoso, devem demonstrar condutividades térmicas e elétricas superiores, bem como excelente desempenho mecânico.

p Apesar disso, devido à formação inerente de defeitos e vazios causados ​​pela dobra e enrugamento da camada de óxido de grafeno dentro das fibras de grafeno, sua resistência mecânica e condutividades elétricas / térmicas ainda estão muito abaixo dos valores ideais desejados. De acordo, encontrar um método eficiente para construir as fibras de grafeno densamente empacotadas com forte interação intercamada é o principal desafio.

p A equipe do professor Kim se concentrou nas propriedades de adesão da dopamina, um polímero desenvolvido com a inspiração do mexilhão natural, para resolver o problema. Este polímero funcional, que é estudado em vários campos, pode aumentar a adesão entre as camadas de grafeno e prevenir defeitos estruturais.

p O grupo de pesquisa do professor Kim teve sucesso na fabricação de fibras cristalinas líquidas de grafeno de alta resistência com defeitos estruturais controlados. Eles também fabricaram fibras com condutividade elétrica melhorada por meio do processo de pós-carbonização da polidopamina.

p Com base na teoria de que a dopamina com recozimento de alta temperatura subsequente tem uma estrutura semelhante à do grafeno, a equipe otimizou as condições de polimerização de dopamina e resolveu os problemas inerentes de controle de defeitos das fibras de grafeno existentes. Eles também confirmaram que as propriedades físicas da dopamina são melhoradas em termos de condutividade elétrica devido à influência do nitrogênio nas moléculas de dopamina, sem danificar a condutividade, que é o limite fundamental dos polímeros convencionais.

p Professor Kim, quem liderou a pesquisa, disse, “Apesar de seu potencial tecnológico, fibra de carbono usando cristais líquidos de grafeno ainda tem limites em termos de suas limitações estruturais. "Esta tecnologia será aplicada à fabricação de fibras compostas e vários dispositivos de aplicação à base de têxteis vestíveis."