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       在生物組織和人工分子組裝中均廣泛觀察到刺激反應(yīng)性融合和裂變行為。 但是，在融合和裂變過程中，設(shè)計(jì)具有結(jié)構(gòu)和屬性持久性的體系仍然具有挑戰(zhàn)性。這里，展示了濕法紡絲制備的氧化石墨烯(GO)纖維的可逆融合和裂變行為，在溶劑觸發(fā)下，許多宏觀纖維可以融合成更粗的一種纖維，并且也可以分離成原始的單個(gè)纖維。氧化石墨烯纖維殼層由溶劑蒸發(fā)和滲透引起的動(dòng)態(tài)幾何變形，是實(shí)現(xiàn)可逆融合-分裂循環(huán)的關(guān)鍵。該原理可擴(kuò)展到實(shí)現(xiàn)復(fù)雜纖維組件之間的柔性轉(zhuǎn)換，以及客體化合物的夾雜或排出。
 
  Figure 1. GO纖維的可逆融合和裂變。（A）溶劑觸發(fā)精確可逆的GO纖維自溶和自裂變?cè)韴D。（B）~100 GO纖維和單個(gè)FuF-100纖維通過膨脹輔助融合和裂變可逆轉(zhuǎn)換的照片。（C-F）~100 GO纖維的融合過程(從左到右)和FuF-100的反裂變過程(從右到左)的連續(xù)掃描電鏡圖像。
 
  Figure 2. 融合-裂變循環(huán)的原位熒光觀察和異位EDS分析。（A-D）連續(xù)熒光顯微圖。（E-L）不同元素的連續(xù)重疊元素分布圖像，顯示了水誘導(dǎo)的融合(頂部)和裂變(底部)過程。
 
  Figure 3．可逆融合和裂變的動(dòng)態(tài)形貌變形機(jī)制。（A）自融合和自裂變的可逆恢復(fù)的殼層形貌皺褶示意圖。（B）在膨脹和溶脹過程中，單根水溶脹GO纖維的殼周長隨纖維直徑的變化。（C）在不同纖維直徑下單位波紋的平均尖端曲率半徑。（D）FuF-50和FiF-50的拉伸強(qiáng)度和相應(yīng)的直徑與循環(huán)次數(shù)的函數(shù)關(guān)系。
 
  Figure 4．可逆融合實(shí)現(xiàn)了可控轉(zhuǎn)變。（A-D）不同過程時(shí)的可逆轉(zhuǎn)變的照片。（E，F(xiàn)）示意圖和偏光光學(xué)照片。（G-J）偏光光學(xué)顯微鏡圖像，顯示聚丙烯腈(PAN)短纖維通過熔合捕獲FuF和裂變可逆排出。
  
       該研究工作由浙江大學(xué)高超教授和西安交通大學(xué)劉益?zhèn)惤淌谡n題組于2021年發(fā)表在Science期刊上。原文：Reversible fusion and fission of grapheneoxide–based fibers。

轉(zhuǎn)自《石墨烯雜志》公眾號(hào)