石墨烯氣凝膠，是以石墨烯為材料，經(jīng)組裝、搭接形成的具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的多孔材料，是一種氧化氣凝膠。石墨烯氣凝膠密度極低，僅為0.16mg/cm3，且內(nèi)部孔隙眾多、充滿空氣，因此非常輕盈，是目前世界紀(jì)錄中密度最低的固體。石墨烯氣凝膠吸附性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)突出，最高可以吸收自身重量900倍的油脂，是已報(bào)道的吸油能力最強(qiáng)的材料。
石墨烯氣凝膠同時(shí)擁有石墨烯與氣凝膠的優(yōu)點(diǎn)，例如擁有石墨烯的性質(zhì)穩(wěn)定、超高壓縮回彈性、導(dǎo)熱導(dǎo)電性、疏水性等性能，擁有氣凝膠的低密度、高孔隙率、高比表面積等特點(diǎn)。
在組裝、搭接過程中，石墨烯氣凝膠的結(jié)構(gòu)可調(diào)節(jié)，不同結(jié)構(gòu)存在不同特性。石墨烯氣凝膠的形狀可以任意調(diào)節(jié)，具備質(zhì)量極輕、高機(jī)械強(qiáng)度、高彈性、吸附能力強(qiáng)等特點(diǎn)，被壓縮80%后仍可恢復(fù)原狀。
根據(jù)新思界產(chǎn)業(yè)研究中心發(fā)布的《2022-2026年石墨烯氣凝膠行業(yè)深度市場(chǎng)調(diào)研及投資策略建議報(bào)告》顯示，利用獨(dú)特性質(zhì)，石墨烯氣凝膠可以用作吸附劑、催化劑、電磁屏蔽材料、能量轉(zhuǎn)換材料、保溫隔熱材料等，廣泛應(yīng)用在環(huán)保、化工、儲(chǔ)能、電子、傳感器、建材等領(lǐng)域。
石墨烯氣凝膠在環(huán)保領(lǐng)域發(fā)展?jié)摿Υ螅渲晃筒晃?，且吸油能力?qiáng)，一般可吸收自身重量250倍左右的油脂，最高可吸收900倍的油脂，吸附的油脂可擠出回收，石墨烯氣凝膠本身可以再利用，在海上原油泄漏處理方面具有重要應(yīng)用價(jià)值。
石墨烯氣凝膠制備可以采用原位組裝法、溶膠凝膠法、模板法、非模板法、3D打印技術(shù)等來實(shí)現(xiàn)。石墨烯氣凝膠最早由我國浙江大學(xué)研發(fā)問世，目前相關(guān)科研機(jī)構(gòu)與研究高校主要有中國浙江大學(xué)、中國哈爾濱工業(yè)大學(xué)、中國科學(xué)院、英國諾森比亞大學(xué)、美國勞倫斯利弗莫爾國家實(shí)驗(yàn)室等。
2013年，浙江大學(xué)團(tuán)隊(duì)研制出石墨烯氣凝膠，是世界上已知最輕的固體；
2015年，勞倫斯利弗莫爾國家實(shí)驗(yàn)室利用3D打印技術(shù)制造出石墨烯氣凝膠；
2019年，諾森比亞大學(xué)與浙江大學(xué)合作，利用石墨烯氣凝膠替代電極板、氣體擴(kuò)散層，應(yīng)用在甲醇燃料電池中，大幅降低了電池重量并提高了功率密度；同年，中國科學(xué)院蘇州納米所團(tuán)隊(duì)制備出孔洞氧化石墨烯，進(jìn)一步處理得到各向異性孔洞石墨烯氣凝膠，解決了已問世石墨烯氣凝膠存在的性能不足問題。
我國石墨資源儲(chǔ)量豐富，石墨烯制備工藝日益成熟，石墨烯存在易發(fā)生不可逆堆疊與團(tuán)聚的問題，限制了其在部分領(lǐng)域的應(yīng)用，將二維石墨烯組裝、搭接構(gòu)建三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，制備得到石墨烯氣凝膠，是解決石墨烯應(yīng)用局限性的有效途徑之一。由此來看，石墨烯氣凝膠具有較為廣闊的市場(chǎng)空間，研究開發(fā)價(jià)值較大。
