將聚合物與少量硬質(zhì)碳基納米填料（例如石墨烯或氧化石墨烯）結(jié)合使用，有望產(chǎn)生具有出色機械性能的低密度納米復(fù)合材料。然而，由于填料和聚合物之間的不相容性，這種納米復(fù)合材料仍然難以捉摸，又由于加工困難進一步加劇了這個問題。在這里，我們報告了一種通過簡單混合兩種液晶溶液來獲得高度增強的納米復(fù)合薄膜的水基工藝：一種由氧化石墨烯薄片組成的膠體向列相，以及一種由棒狀高性能芳族聚酰胺形成的向列相。干燥所得的雜化雙軸向列相后，我們獲得了用氧化石墨烯增強的納米復(fù)合材料。
Figure 1. （a）PBDT和PBDI的分子結(jié)構(gòu)。（b）水基合成法制備PBDT+GO納米復(fù)合膜。（c）PBDT+GO水溶液的相穩(wěn)定性。（d）PBDI+GO水溶液。
Figure 2. （a）來自流體PBDT+GO混合物的小角度X射線散射。（b）在
hNb相的單個單疇中分層超分子排列的示意圖，其中導(dǎo)向子n
GO和n
P是正交的。
Figure 3. PBDT+GO納米復(fù)合薄膜的納米結(jié)構(gòu)。WAXS和SAXS散射結(jié)果。
Figure 4. （a）通過動態(tài)機械熱分析PBDT+GO納米復(fù)合材料（用實心藍色方塊表示）提高的儲能模量（E'）。（b）通過拉伸應(yīng)力-應(yīng)力來測量增強強度。
相關(guān)研究成果于2020年由北卡羅來納大學(xué)教堂山分校Theo J. Dingemans課題組，發(fā)表在Nature Communications（doi.org/10.1038/s41467-020-14618-0）上。原文：Strong graphene oxide nanocomposites from aqueous hybrid liquid crystals。
