在復合材料領域,往往把一種強而硬的填料加入到柔軟的母體中,得到具有更好的力學、電學性能的材料。為了減少填充量,填充材料必須在母體中高度均勻分布,這是非常不容易的,尤其是對于二維納米材料而言。
有鑒于此,Liu等人發明了一種創新的堆疊方法,得到了超低含量、均勻、對齊分布的石墨烯/聚碳酸酯納米復合材料。
圖1. 堆疊示意圖與表征
研究人員首先相間地堆疊石墨烯和聚碳酸酯,得到一個初始的材料。通過進一步的堆疊與裁剪,最終實現了多達320層材料的對齊和高度均勻的填充分布。片層材料厚度從0.032跨越到0.11 mm不等,在石墨烯體積分數只有0.082%的情況下,也仍然大大地增加了納米復合材料的有效彈性模量和強度,并具有優良的電學性質。
另外,最初的堆疊方式也可以是卷成棒狀,然后進一步的堆疊。總之,這種超低含量納米復合材料的性能相比于原來的兩種材料,都大大提高。
圖2. 力學性能
圖3. 電學性能
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