北卡罗莱纳州立大学和德克萨斯大学的研究人员已经设计出一种提高石墨烯拉伸性的新技术。研究人员所做的工作还揭示了石墨烯的机械性能，这是以前所未知的，这些发现有助于研究人员开发新技术。
尽管石墨烯是令人难以置信的有前途的材料，但仍然有很多未知的事物，目前它的大部分潜力只是理论上的。在其潜能得到充分利用之前，还需要了解更多有关其机械性能的信息，尤其是它如何与其他材料相互作用/相互作用-这项新工作已开始做。
“这项研究告诉我们，石墨烯与可拉伸基材之间的界面有多牢固，” NC State机械与航空工程副教授，该研究论文的合著者Yong Zhu博士说。“工业可以使用它来设计新的柔性或可拉伸电子器件和纳米复合材料。例如，它告诉我们在石墨烯与其他材料之间的界面失效之前，我们可以使材料变形多少。我们的研究还证明了通过“屈曲”石墨烯来制造基于石墨烯的可拉伸设备的有用方法。
图片来源：通过Shutterstock的石墨烯片的3D模型。
北卡罗莱纳州立大学提供有关研究的详细信息：
研究人员研究了石墨烯单层（一层只有一个原子厚的石墨烯）如何与弹性基底相互作用。具体来说，他们想知道两种材料之间的结合强度，因为这告诉工程师可以将多少应变从基材转移到石墨烯上，从而确定了石墨烯可以拉伸的程度。
研究人员将单层石墨烯施加到聚合物基材上，然后拉伸基材。他们使用光谱技术来监测石墨烯中各个点的应变。应变是材料伸展到多远的度量。
最初，石墨烯与基材拉伸。但是，当基材继续拉伸时，石墨烯最终开始更缓慢地拉伸，并在表面上滑动。通常，单层的边缘首先开始滑动，而单层的中心比边缘进一步伸展。
“这告诉了我们很多关于石墨烯和基底的界面特性，” Zhu说。对于本研究中使用的基材，聚对苯二甲酸乙二醇酯，石墨烯单层的边缘在拉伸其初始长度的0.3％之后开始滑动。但是中心继续拉伸，直到单层拉伸了1.2％至1.6％。
还发现当允许弹性基底返回其原始状态/长度时，石墨烯单层弯曲。这种弯曲会在石墨烯中形成凸脊，使凸脊永久更易拉伸，从而形成类似手风琴风箱的结构。研究人员指出，用于制造带扣材料的技术与先前开发的用于从碳纳米管中制造弹性导体的技术非常相似。
这项新研究刚刚于8月1日发表在《高级功能材料》杂志上。
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