石墨烯的薄弱点

2013年9月30日 22:37
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     单原子厚的石墨烯,碳的形式,已成为著名的实力非凡。但低于完美的床单意外疲软的材料显示,根据在休斯敦莱斯大学和北京清华大学的研究人员。

材料此超人的氪石七 - 原子环的形式,在石墨烯中,规则排列的六边形单元被中断的晶粒边界的交界处,不可避免地发生。在张力下,在这些点上,多晶石墨烯具有大约一半的原始强度的材料样品。

    鲍里斯Yakobson的理论物理学家和他的同事在中国水稻团队的计算本月初在美国化学学会杂志“纳米快报”(Nano Letters) 。他们可能是很重要的材料科学家利用石墨烯在应用中,其内在的力量是一个关键的功能,如复合材料和拉伸或柔性电子。

Yakobson说,生长在实验室中,这通常是通过化学气相沉积的石墨烯片,几乎从来没有完美的六边形阵列。开始在基板上生长石墨烯的域名不一定一字排开对方,而当这些岛屿合并,它们看起来像棉被,在每一个方向去的模式。

多晶表中的行被称为晶界,并在这些边界的原子,偶尔被迫改变它们所键合的方式由牢不可破的规则拓扑。Yakobson的研究小组研究了石墨烯中形成的“缺陷”,其中最常见的是相邻的五和七原子环,稍低于他们周围的六边形。

研究小组计算,特别是七原子环发现在路口三个岛屿是最弱的点,裂缝的地方是最容易形成。这些都是晶界之间的岛屿和终点是正在进行的麻烦点,研究人员发现。

“在过去的研究在晶界上发生了什么,人们看着它作为一个无限长的直线,”Yakobson说。“这是更简单的方式,计算和概念,因为他们可能只是看一个分部,它代表了整体。”

但在现实世界中,他说,“这些线形成一个网络。石墨烯是通常由许多块一床被子。我想我们应该测试的路口。“

他们通过分子动力学模拟和“好老的数学分析”中确定,在石墨烯的被子,晶界就像杠杆放大张力(通过一个错位堆积),缺陷集中在三个领域满足或一个晶界两个域之间结束。详细复杂,但基本上,杆的时间越长,更大的扩增最弱的点上,“Yakobson说。“力集中在那里,这就是它开始打破。”


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