使用石墨烯定制納米復合材料界面以實現高強度和韌性

在材料工程過程中，納米填料和基體納米復合材料之間的界面相互作用較弱，導致納米填料的增強作用遠低于理論預測值。在現在發表在《科學進展》上的新報告中，宋寧寧和美國弗吉尼亞大學機械與航空工程系的一組科學家展示了石墨烯包裹的碳化硼(B 4 C)納米線(B 4 C -NWs @ graphene)。這些結構使納米線在基質中的分散性得以增強，并促進了最高級的納米線-基質鍵合。B 4C-NWs @ graphene構建增強的環氧復合材料，并顯示出強度，彈性模量和延展性的同時增強。通過使用石墨烯來定制復合界面，Song等人。有效地使用了納米填料，使載荷傳遞效率提高了兩倍。他們使用分子動力學模擬來解鎖石墨烯/納米線結構的剪切混合自組裝機制。低成本技術為開發強韌的納米復合材料以改善界面并實現高效的高負荷轉移開辟了一條新途徑。

納米填料–納米線和納米粒子

包含納米線和納米顆粒的納米填料比微填料具有更大的比表面積。因此，從理論上講，它們提供了理想的增強材料，從而在強度和韌性方面獲得了卓越的結合。然而，在材料科學和工程中，由于填料與基體之間的弱界面結合，納米復合材料仍然可以滿足這一要求。碳化硼(B 4 C)是自然界已知的第三種最硬的材料，通常因其關鍵的物理和機械性能而廣受贊譽。但是，當用作納米復合材料的增強材料時，B 4 C納米線(B 4由于C-NWs在基體中的分散性較弱以及界面鍵合較弱，因此單獨未顯示出增強作用。因此，設計納米復合材料界面以發揮其全部潛力非常重要。多數人在玩的方法和先前探測在材料科學和納米材料，宋等人。報告了石墨烯界面工程技術。通過這種機理，他們用石墨烯粘合了B 4 C-NW，以異常地增強所得材料的強度和韌性。他們將高質量的石墨烯片材轉化為石墨，然后通過剪切混合將其包裹在B 4 C-NWs上，以獲得B 4 C-NWs @ graphene結構。