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  石墨烯聚集體制備過(guò)程中容易形成復(fù)雜多級(jí)結(jié)構(gòu)，跨越7個(gè)尺度，其力學(xué)性能衰減2個(gè)量級(jí)。然而，其多尺度力學(xué)性能衰減機(jī)理不清，缺乏多層級(jí)微結(jié)構(gòu)調(diào)控方法，制約聚集體性能進(jìn)一步提升�；诖�，西安交通大學(xué)航天航空學(xué)院劉益?zhèn)惤淌谡n題組基于石墨烯聚集體多尺度微結(jié)構(gòu)，提取了不同層級(jí)影響力學(xué)性能衰減的關(guān)鍵特征結(jié)構(gòu)，即缺陷單層、堆垛多層、聚集體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，構(gòu)建了石墨烯聚集體多層級(jí)力學(xué)模型。揭示了石墨烯聚集體多尺度力學(xué)性能衰減機(jī)理，包括單層缺陷敏感、多層面內(nèi)-層間載荷傳遞、聚集體微結(jié)構(gòu)非均勻。

  進(jìn)一步跟浙江大學(xué)高超團(tuán)隊(duì)合作，提出了塑化拉伸消除褶皺，提高晶區(qū)取向度等多尺度優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，實(shí)現(xiàn)石墨烯聚集體強(qiáng)度大幅提升。該多尺度分析方法可以為石墨烯聚集體從原子到宏觀的多尺度強(qiáng)韌化設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)。

圖3 高性能石墨烯聚集體的優(yōu)化設(shè)計(jì)

  論文鏈接：https://doi.org/10.1002/adfm.202300210