石墨烯的sp
2性質(zhì)賦予六邊形晶格極高的理論剛度，強(qiáng)度和回彈力，這些都得到了充分證明。然而，由于實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的困難，石墨烯的極限拉伸性尚未得到證實(shí)。在此，在制定了樣品轉(zhuǎn)移，成型和拉伸方案后，可在掃描電子顯微鏡中直接進(jìn)行原位拉伸實(shí)驗(yàn)，我們報(bào)告了通過(guò)化學(xué)氣相沉積法生長(zhǎng)的獨(dú)立式單晶單層石墨烯的彈性和拉伸性。測(cè)得的楊氏模量接近1 TPa，與理論值非常吻合，而工程拉伸強(qiáng)度則達(dá)到50-60 GPa，樣品范圍的彈性應(yīng)變高達(dá)6%。我們的發(fā)現(xiàn)表明，即使在具有邊緣缺陷的大面積區(qū)域中，單晶單層石墨烯也確實(shí)可以顯示出接近理想的機(jī)械性能，并且具有彈性和機(jī)械強(qiáng)度，可用于柔性電子和機(jī)電一體化應(yīng)用。
Fig. 1 獨(dú)立石墨烯的實(shí)驗(yàn)裝置和表征。
Fig. 2 懸浮石墨烯單層的完全可恢復(fù)彈性應(yīng)變。
Fig. 3 獨(dú)立石墨烯的拉伸斷裂。
Fig. 4 獨(dú)立式石墨烯斷裂的分子動(dòng)力學(xué)模擬。
相關(guān)研究成果于2020年由香港城市大學(xué)Yang Lu課題組，發(fā)表在Nature Communications (https://doi.org/10.1038/s41467-019-14130-0)上。原文：Elastic straining of free-standing monolayer graphene
