元素百科介绍新型超强石墨烯材料有望取代碳纤维。由美国科学家组成的国际团队开发了一种超强、高导电的石墨烯复合膜，可以在室温下以较低的成本制备，预计将取代目前广泛使用的碳纤维材料。
根据《国家科学院学报》最新一期发表的研究，北京航空航天大学程群峰教授课题组和德克萨斯大学达拉斯分校雷鲍曼团队受到天然珍珠母力学结构的启发，制备了类似珍珠母的有序层状石墨烯结构。
程群峰告诉新华社，将石墨烯单片机械堆叠成较厚的宏观材料需要时间和精力。例如，制备头发厚度的石墨烯薄膜需要堆叠15万层石墨烯，层间界面效果弱，机械性能差。
珍珠母具有高强度、高韧性的机械性能，主要得益于内部规则的层状结构和丰富的界面功能，如离子键、共价键和氢键。研究人员使用化学制备法而不是机械堆叠来制备这种材料。他们借鉴了珍珠母的层状连接模式，通过在氧化石墨烯层之间引入共价键、共轭键等不同键连接的交联分子，将石墨烯纳米板牢固“缝合”在一起，制造出强大的集成高导电石墨烯膜。
程群峰说，这种薄膜材料的拉伸断裂强度是普通石墨烯薄膜的4．5倍，韧性是后者的7倍．９倍。
据研究人员介绍，传统碳纤维材料的制备条件应超过2500摄氏度，但新材料可在45摄氏度以下的室温下制备，强度相当于碳纤维复合材料，成本较低，易于实现大规模的商业制备。
程群峰表示，这种廉价低温的高性能多功能石墨烯纳米复合材料在航空航天、汽车、柔性电子设备等领域具有广阔的应用前景。
