石墨烯具有很高的柔性，被廣泛應(yīng)用于柔性器件。然而，氧化石墨烯是否比石墨烯更柔韌?模擬和實(shí)驗(yàn)之間仍存在爭(zhēng)議。根據(jù)密度泛函理論計(jì)算，我們發(fā)現(xiàn)通過(guò)改變官能團(tuán)的類型和覆蓋范圍以及彎曲方向，可以對(duì)氧化石墨烯的彎曲模量進(jìn)行調(diào)節(jié)。羥基增加了石墨烯的彎曲模量，但是環(huán)氧化物可以降低扶手椅彎曲方向上的彎曲模量，使得氧化的石墨烯比石墨烯更具柔性。另一方面，氧化石墨烯在彎曲過(guò)程中存在曲率極限，O…H氫鍵開(kāi)始向O-H共價(jià)鍵轉(zhuǎn)變?？偟膩?lái)說(shuō)，我們的結(jié)果證明了官能團(tuán)和彎曲方向?qū)ρ趸┤嵝缘挠绊?，這對(duì)石墨烯基柔性器件的設(shè)計(jì)提供了幫助。
Fig. 1 氧化石墨烯納米管模擬的氧化石墨烯沿(a) AC和(b) ZZ彎曲方向的彎曲行為，(c)不同覆蓋率的III型氧化石墨烯的彎曲行為。
Fig. 2 應(yīng)變能密度W和曲率κ的函數(shù)是彎曲GO在(a) AC和(b) ZZ方向上的四重?cái)M合。
Fig. 3 示意圖顯示在AC和ZZ彎曲方向上 (a) I型 ，(b) II型， (c) III型的組距離；(d-e)兩個(gè)不同基團(tuán)距離的50% III型氧化石墨烯。
Fig. 4不同覆蓋范圍的氧化石墨烯在(a) AC和(b) ZZ彎曲方向上的彎曲模量D。
Fig. 5 (a) O…H氫鍵和O-H共價(jià)鍵的示意圖以及III型氧化石墨烯的鍵過(guò)渡；在(b) AC和(c) ZZ方向彎曲時(shí)O-H鍵長(zhǎng)度的變化。
相關(guān)研究成果于2019年由大連理工大學(xué)Jijun Zhao課題組，發(fā)表在Nanoscale (DOI: 10.1039/C9NR07282A)上。原文：Tunable bending modulus and bending limit of oxidized graphene
