力學(xué)研究所發(fā)表的石墨烯力學(xué)前沿理論述評

力學(xué)研究所發(fā)表的石墨烯力學(xué)前沿理論述評

石墨烯物理性質(zhì)在科學(xué)界的歷史性突破引起了廣泛的關(guān)注，從不同的應(yīng)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(yīng)用前景抱有很高的期望，從力學(xué)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(xué)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(yīng)用中的Hene材料。

最近，《國家科學(xué)評論》發(fā)表了一篇評論文章《石墨烯納米力學(xué)》（Natl Sci Rev，2018，doi:10.1093/nsr/nwy067），作者是中國科學(xué)院力學(xué)研究所非線性力學(xué)國家重點實驗室研究員魏玉杰和大學(xué)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(xué)描述方法入手，對石墨烯在力學(xué)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(xué)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(xué)理論可以為其他二維材料的力學(xué)研究提供參考，甚至可以直接用來描述其他材料的力學(xué)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(xué)性能密切相關(guān)。石墨烯的力學(xué)性能。

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