三维(3D)多孔材料因其孔隙率高、比表面积大、形态和力学性能可控等特点，在电子工程和生物医学/环境工程中受到广泛关注。在这项工作中，采用冷冻干燥的方法，通过改变CS与GO的组成比例，制备了可压缩的、可逆的、类似羽毛的轻质3D壳聚糖/氧化石墨烯(CS/GO)复合泡沫。该结构是通过整个泡沫中CS胺基和GO羧酸基之间形成酰胺键而获得的。采用傅里叶变换红外光谱法对泡沫进行化学分析，通过场发射扫描电镜和交联密度测量对泡沫形貌进行分析。利用自制的微压头和动态机械分析仪对其进行了单调压缩、应力松弛和频率扫描测试，确定了其机械特性和静态及动态粘弹性特性。随着CS浓度的增加，储能/损耗模量和交联密度增加，而tanδ降低。微观力学模型预测了它们的粘弹性性质，模拟数据与实验数据一致。本研究展示了一种制备轻质多孔3D CS/GO复合泡沫材料的简单方法，该材料具有生物相容性、导电性和良好的机械和粘弹性性能。这些泡沫材料在生物医学、环境工程和电子设备方面的应用是具有很广阔的前景。
 
 
Fig. 1. CS/GO泡沫的合成过程示意图：制备(a) CS溶液和(b) GO悬浮液，(c)制备 CS/GO混合物并冷冻干燥产生的CS/GO泡沫。

 
Fig. 2. (a) CS与GO反应生成CS/GO复合泡沫的反应机理示意图。(b)原始CS和各种CS浓度(5、8、10、15、20和40μmg/ mL)制备的CS/GO泡沫的FT-IR光谱。
 

Fig. 3. 使用各种CS浓度(5、8、10、15、20和40μmg/ mL)制备的CS/GO泡沫的FE-SEM图和照片(插图)。
 

Fig. 4. (a)使用0至80%应变范围内的各种CS浓度(5、8、10、15、20和40μmg/ mL)制备的CS/GO泡沫的单轴压缩应力-应变曲线。(b) CS15/GO1的应力-应变曲线。
 

Fig. 5. CS/GO泡沫的静态粘弹性性能：(a) CS/GO泡沫在恒应变变形30%下的应力-松弛行为。(b) 通过使用广义Maxwell模型绘制的拟合曲线，确定CS/GO泡沫的平衡模量(E∞)和(c)粘弹性模量(E1, E2, and E3)。（d）应力松弛在初始值的1/e时，获得的CS/GO泡沫的弛豫时间(τ) 。
 

Fig. 6. CS/GO泡沫的动态粘弹性性能：在频率平均应变为3%，应变幅值为1%时CS/GO泡沫的(a)储能模量(G′)，(b)损耗模量(G″)和(c)损耗系数(tanδ) 。(d)使用各种CS浓度制备的CS/GO泡沫密度统一的G'和tanδ值。(e)不同CS浓度下CS/GO泡沫的G’与交联密度(vc)的关系。(f)不同浓度的CS的动态粘弹性(即G'，G''和tanδ)和vc(预期的交联网络结构)的相关性。
      相关研究成果于2019年由韩国成均馆大学Jonghwan Suhr课题组，发表在Carbon (https://doi.org/10.1016/j.carbon.2019.10.019 )上。原文：Development of reversibly compressible feather-like lightweight Chitosan/GO composite foams and their mechanical and viscoelastic properties