成果簡介

高效、輕便、輕便、低頻的吸音材料在消聲和隔音方面的需求量很大。然而，一些候選材料的應用受到其大空間、質量或吸聲效能不理想的限制，尤其是在低頻聲波區。由於超高的孔隙率、超輕的重量和優異的內在特性，石墨烯網路結構可以成為有前途的吸音材料。通常，由於機械強度較差，因此需要透過聚合物、金屬或陶瓷來增強此類石墨烯材料。

本文，哈爾濱工業大學（深圳）材料學院汪桂根副教授團隊在《Adv。 Mater。 Interfaces》期刊發表名為“Lightweight Low-Frequency Sound-Absorbing Composites of Graphene Network Reinforced by Honeycomb Structure”的論文，研究提出了一種蜂窩結構增強石墨烯網路的新方法，其中石墨烯用作吸聲體，同時引入柔性芳綸蜂窩芯以增強石墨烯複合材料。在這項工作中，柔性芳綸蜂窩使石墨烯網路結構的抗壓強度提高了1000倍，而密度僅提高了2。5倍。此外，石墨烯網路的吸聲係數在 700 Hz 時對於 30 mm 的厚度約為 0。9。此外，在大於1000Hz的頻率範圍內，吸聲係數在0。9以上。因此，石墨烯複合材料有望為低頻區域吸聲體的工程設計節省空間和重量。

圖文導讀

圖1、製備石墨烯複合材料流程

圖2、芳綸蜂窩結構中石墨烯典型分佈的表面 SEM 影象。

圖3、所獲得石墨烯的表徵結果：a） XPS 光譜，b） X 射線衍射圖，c） 拉曼光譜，以及 d） AFM 影象。

圖4、GN 和 GN-AHS（矩形）的機械效能

圖5、具有不同厚度的 GN （20 mg cm -3 ）的吸收係數：a） 10 mm，b） 15 mm，c） 20 mm，d） 25 mm，和 e） 30 mm。f） 低頻吸收係數比較。

圖6。不同形狀和尺寸的 GN-AHS 的吸收係數

小結

透過冷凍乾燥方法制造GN-AHS，其尺寸可以達到 600 mm × 600 mm。柔性芳綸蜂窩抗壓強度提高1000倍，密度僅提高2。5倍。

本文GN和GN-AHS由於其在低頻區域的吸聲係數更高，更節省空間，重量更輕，在柔性吸聲領域有著非常廣闊的應用前景。

文獻：https：//doi。org/10。1002/admi。202100183