力學研究所發(fā)表的石墨烯力學前沿理論述評

力學研究所發(fā)表的石墨烯力學前沿理論述評

石墨烯物理性質(zhì)在科學界的歷史性突破引起了廣泛的關(guān)注，從不同的應用背景，揭示了石墨烯的許多優(yōu)良性質(zhì)，使人們對這些性質(zhì)的應用前景抱有很高的期望，從力學角度看性質(zhì)上，石墨烯板的拉伸強度比現(xiàn)有工程材料高出兩個數(shù)量級，同時直覺告訴我們，薄膜材料的單層原子結(jié)構(gòu)極易發(fā)生面外變形，而且大規(guī)模制備石墨烯經(jīng)常會使其固有缺陷在不可能。了解這些由尺寸限制和新結(jié)構(gòu)引起的獨特力學行為以及它們與三維材料之間的差異，建立描述這些變形行為的新的分析方法和理論體系，是解決圖形可靠性和耐久性問題的關(guān)鍵。工程應用中的Hene材料。

最近，《國家科學評論》發(fā)表了一篇評論文章《石墨烯納米力學》（Natl Sci Rev，2018，doi:10.1093/nsr/nwy067），作者是中國科學院力學研究所非線性力學國家重點實驗室研究員魏玉杰和大學機械工程教授楊榮貴。本文從二維晶體結(jié)構(gòu)的基本力學描述方法入手，對石墨烯在力學領(lǐng)域中的變形、強度、斷裂和與基體材料相互作用的理論研究進行了綜述，并與其它有關(guān)石墨烯各種性質(zhì)的綜述進行了補充。同時，從力學理論層面探討了需要進一步研究的幾個問題。

考慮到石墨烯作為最典型的二維材料的代表意義，本文所包含的力學理論可以為其他二維材料的力學研究提供參考，甚至可以直接用來描述其他材料的力學行為。

單層石墨烯、富勒烯和單壁碳納米管的典型可控形貌和可能存在的內(nèi)在缺陷可以看作是石墨烯的變形劑，這一過程表明了石墨烯具有很高的平面外變形能力，以及與此過程相關(guān)的典型缺陷，這些特性與材料的力學性能密切相關(guān)。石墨烯的力學性能。

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