氣凝膠是世界上密度最小的一類物質，具有高孔隙率，質量輕等特性，作為納米級多孔固態材料在儲能、催化、保溫絕緣體、傳感器和復合材料等領域顯示出巨大的應用潛力。氣凝膠的制備方法通常有兩種，以石墨烯氣凝膠為例：以稀釋的可溶石墨烯及其衍生物為前體，可通過溶膠-凝膠法和模板法來進行制備。然而無論是模板法還是“溶膠-凝膠”法，制備得到的石墨烯氣凝膠的結構穩定性差，其多孔結構無法經受復雜精確的調控；同時，高成本的冷凍干燥工藝限制了其規模化應用。由固體直接熱塑性發泡是制造多孔材料的最有效方法。這種固體的直接塑化方法在聚合物中很常見，但在石墨烯氣凝膠的制備中卻很難得到應用，因為在二維石墨烯片中，巨大的層間相互作用使石墨烯片無法移動，難以達到熱塑性要求。有鑒于此，浙江大學的高超教授、劉英軍副研究員、許震研究員等人，發明了一種溶致塑化發泡的方法，將氧化石墨烯固體直接轉化為氣凝膠塊和微陣列。相關研究成果以“Hydroplastic foaming of graphene aerogels and artificially intelligent tactile sensors”為題發表在Science Advances上。揭示了二維氧化石墨烯的溶致塑性，提出了“溶致塑化發泡”的方法，實現了由固態氧化石墨烯膜連續化、大規模發泡制備氣凝膠。水插層可塑化氧化石墨烯固體，使其直接發泡，而不是災難性的破碎。氣泡的形成遵循一般的結晶規則，并允許實現低至8 nm的納米精度控制。通過溶塑發泡制備的石墨烯氣凝膠具有與聚合物泡沫同樣優異的機械穩定性。這事因為溶致塑化與氣泡張力的共同作用極大地消除了氣凝膠中的搭接缺陷，實現了石墨烯的緊密結合。氣泡團簇產生無縫連接的雙曲面結構，并使石墨烯氣凝膠具有超強的機械穩定性。圖 | 溶致塑化發泡技術制備石墨烯氣凝膠的機械穩定性開發的超靈敏的石墨烯氣凝膠微陣列觸覺傳感器，結合深度機器學習，實現了材料種類及表面字母的精準識別，正確率達到80%以上，遠超出人手的觸覺靈敏度（人手正確率~30%）。
該工作提供了一種快速且高效的制備超輕、機械穩定性石墨烯氣凝膠的溶致塑化發泡方法，為氣凝膠的組裝制備提供了一種新的普適性方案。Kai Pang et al. Hydroplastic foaming of graphene aerogels and artificially intelligent tactile sensors. Science Advances, 2020.DOI: 10.1126/sciadv.abd4045http://doi.org/10.1126/sciadv.abd4045
