新型二维碳材料韧度达石墨烯的八倍

新型二维碳材料韧度达石墨烯的八倍
2025年03月02日 01:18 媒体滚动

    科技日报讯 (记者刘霞)一个国际科研团队最近合成了一种名为单层无定形碳(MAC)的新型二维材料,并从原子结构上对其性质进行了研究。他们发现,这种材料韧度达到石墨烯的8倍,不易断裂,为二维材料研究及新型材料设计开辟了新途径。相关论文发表于新一期《物质》杂志。

    MAC由新加坡国立大学科学家合成。为了深入研究MAC这种纳米复合材料在结构上是如何应对裂纹扩展的,美国莱斯大学科学家使用扫描电子显微镜进行了观察。他们发现,与石墨烯一样,MAC也是一种单原子厚的二维材料。但不同之处在于,石墨烯内部的原子排列成有序(结晶态)的六方晶格;而MAC内部则兼具结晶态和非晶态结构。正是这种复合结构赋予了MAC超凡的韧性,可以防止裂纹传播,使材料不易碎裂。

    美国麻省理工学院科学家则进行了分子动力学模拟,在原子尺度上对材料进行了放大观察,以了解结晶和非晶区域的混合如何影响材料的断裂。

    二维材料在高科技领域有着广泛应用前景,如更快更高效的电子产品、高容量储能设备、先进传感器、可穿戴设备等。然而,这些材料极易破碎,限制了其在现实中的应用潜能。MAC基于结构的增韧策略或许也适用于其他二维材料,有助科学家设计出更多性能优异的先进材料。

石墨烯
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