石墨烯的sp
2性質(zhì)賦予六角形晶格非常高的理論剛度、強(qiáng)度和回彈力，這些文獻(xiàn)均已得到充分證明。然而，由于實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的困難，石墨烯的極限拉伸性尚未得到證實(shí)。在這里，在制定了用于樣品轉(zhuǎn)移、成型和拉伸的協(xié)議后，在掃描電子顯微鏡中直接進(jìn)行了原位拉伸測(cè)試，我們報(bào)告了通過(guò)化學(xué)氣相沉積法生長(zhǎng)的獨(dú)立式單晶單層石墨烯的彈性和拉伸性。測(cè)得的楊氏模量接近1 TPa，與理論值非常吻合，而代表性的工程拉伸強(qiáng)度達(dá)到~50-60 GPa，樣品范圍內(nèi)的彈性應(yīng)變高達(dá)~6％。我們的發(fā)現(xiàn)表明，即使在具有邊緣缺陷的大面積區(qū)域中，單晶單層石墨烯確實(shí)可以顯示出接近理想的機(jī)械性能，以及回彈力和機(jī)械堅(jiān)固性可以實(shí)現(xiàn)柔性電子和機(jī)電一體化應(yīng)用。
Figure 1. 獨(dú)立式石墨烯的實(shí)驗(yàn)裝置和表征。
Figure 2. 懸浮單層石墨烯完全可恢復(fù)的彈性應(yīng)變。
Figure 3. 獨(dú)立式石墨烯的拉伸斷裂。
Figure 4. 獨(dú)立式石墨烯斷裂的分子動(dòng)力學(xué)模擬。
相關(guān)研究成果于2020年由清華大學(xué)Zhiping Xu課題組和香港城市大學(xué)Yang Lu課題組，發(fā)表在Nature Communications（doi.org/10.1038/s41467-019-14130-0）上。原文：Elastic straining of free-standing monolayer graphene。
摘自《石墨烯雜志》公眾號(hào)：
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