在生物组织和人工分子组装中均广泛观察到刺激反应性融合和裂变行为。 但是，在融合和裂变过程中，设计具有结构和属性持久性的体系仍然具有挑战性。这里，展示了湿法纺丝制备的氧化石墨烯(GO)纤维的可逆融合和裂变行为，在溶剂触发下，许多宏观纤维可以融合成更粗的一种纤维，并且也可以分离成原始的单个纤维。氧化石墨烯纤维壳层由溶剂蒸发和渗透引起的动态几何变形，是实现可逆融合-分裂循环的关键。该原理可扩展到实现复杂纤维组件之间的柔性转换，以及客体化合物的夹杂或排出。
 
  Figure 1. GO纤维的可逆融合和裂变。（A）溶剂触发精确可逆的GO纤维自溶和自裂变原理图。（B）~100 GO纤维和单个FuF-100纤维通过膨胀辅助融合和裂变可逆转换的照片。（C-F）~100 GO纤维的融合过程(从左到右)和FuF-100的反裂变过程(从右到左)的连续扫描电镜图像。
 
  Figure 2. 融合-裂变循环的原位荧光观察和异位EDS分析。（A-D）连续荧光显微图。（E-L）不同元素的连续重叠元素分布图像，显示了水诱导的融合(顶部)和裂变(底部)过程。
 
  Figure 3．可逆融合和裂变的动态形貌变形机制。（A）自融合和自裂变的可逆恢复的壳层形貌皱褶示意图。（B）在膨胀和溶胀过程中，单根水溶胀GO纤维的壳周长随纤维直径的变化。（C）在不同纤维直径下单位波纹的平均尖端曲率半径。（D）FuF-50和FiF-50的拉伸强度和相应的直径与循环次数的函数关系。
 
  Figure 4．可逆融合实现了可控转变。（A-D）不同过程时的可逆转变的照片。（E，F）示意图和偏光光学照片。（G-J）偏光光学显微镜图像，显示聚丙烯腈(PAN)短纤维通过熔合捕获FuF和裂变可逆排出。
  
       该研究工作由浙江大学高超教授和西安交通大学刘益伦教授课题组于2021年发表在Science期刊上。原文：Reversible fusion and fission of grapheneoxide–based fibers。

转自《石墨烯杂志》公众号