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(jī)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(jìn)一步加劇了這個(gè)問題。在這里，我們報(bào)告了一種通過簡單混合兩種液晶溶液來獲得高度增強(qiáng)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(qiáng)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(gè)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(jī)械熱分析PBDT+GO納米復(fù)合材料（用實(shí)心藍(lán)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(qiáng)強(qiáng)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。
