科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)石墨烯與金屬合成新材料
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日前，韓國(guó)科學(xué)技術(shù)院的研究人員創(chuàng)造出金屬和石墨烯的成層結(jié)構(gòu)，得到由石墨烯與銅、鎳形成的復(fù)合材料。該材料在硬度方面超過(guò)純金屬材料幾百倍，其強(qiáng)度是純銅材料的500倍，是純鎳材料的180倍。相關(guān)研究結(jié)果已發(fā)布在Nature Communications在線期刊上。
此前，美國(guó)軍隊(duì)軍備研發(fā)和工程中心也曾開(kāi)發(fā)出一種石墨烯金屬納米材料，但在提高材料強(qiáng)度方面卻是失敗的。為了使石墨烯金屬納米材料的強(qiáng)度最大化，韓國(guó)科學(xué)技術(shù)院的研究團(tuán)隊(duì)使用化學(xué)氣相沉積（CVD）在金屬沉積襯底上生長(zhǎng)出單層石墨烯，然后再沉積上金屬單層，通過(guò)重復(fù)這些步驟，最終得到石墨烯金屬多層結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料。
通過(guò)透射電鏡、分子動(dòng)力學(xué)模擬等微觀壓縮試驗(yàn)顯示，晶面間距為70nm的銅—石墨烯多層材料，拉伸強(qiáng)度是純銅的500倍；鎳—石墨烯多層材料的晶面間距為100 nm，拉伸強(qiáng)度是純鎳的180倍。晶面間距與材料強(qiáng)度之間存在顯著關(guān)聯(lián)：間距越小，使得位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)越難，從而提升了材料強(qiáng)度。該復(fù)合材料表現(xiàn)出超過(guò)傳統(tǒng)金屬—金屬多層次材料的強(qiáng)度。如果該工藝應(yīng)用于產(chǎn)業(yè)界，將使得汽車及飛機(jī)的質(zhì)量更輕、燃油效率更高。此外，還可用作核反應(yīng)堆等的涂層。
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