中国科学家造出理论上不存在材料超强石墨烯膜

快科技10月15日消息，浙江大学高超团队联合清华大学科研人员，把石墨烯基元像搭颗粒式积木一样搭在一起，研发出一款性能超强的石墨烯膜。

按照过去传统材料理论，同时实现高强度、高韧性、高弹性三者，被认为是不可能实现的组合，这次实验把这件事变成现实，相关成果登上《自然》期刊。

石墨烯是人类第一种真正实现宏观制备的二维材料，单层石墨烯本身强度非常厉害，但把无数石墨烯薄片压成一张宏观薄膜之后，性能就会大打折扣。

这是因为，石墨烯的光滑是原子级的平整，也是是人类已知最光滑的固态薄膜材料之一。光滑片层之间容易互相滑动，导致外力无法均匀分散到每一片石墨烯上，结果就是往往只有少数几层石墨烯来承受外力的载荷，进而导致材料很容易发生层间剥离断裂。

这次团队没有沿用薄片平整堆叠的老路子，换了全新思路，做出褶皱互锁层状结构。

简单讲就是让石墨烯单元形成互相扣合的褶皱，片层之间互相锁住。受力的时候力的传递方式发生改变，拉伸和压缩可以灵活切换。

实测数据很亮眼，这张膜的抗拉强度相较于传统的石墨烯膜提升了50%，达到了2.9GPa，比钢材的抗拉强度还高，但同时它的质量和厚度都远低于钢材。

这次研究意义很大，打破传统材料理论里面的固有矛盾。证明改变微观结构设计，就可以突破过去认定的性能天花板，也给二维材料研发提供全新的设计思路。

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