氧化石墨烯由于其生物相容性，是極具吸引力的柔性材料。文章從彎曲模量的角度研究了氧化石墨烯在單軸拉伸應(yīng)變下的柔性。結(jié)果表明，拉伸應(yīng)變對氧化石墨烯的彎曲模量有顯著的軟化作用。拉伸后的氧化石墨烯甚至比石墨烯更有彈性。討論了應(yīng)變軟化彎曲模量的機理，其中原子鍵合減弱是柔性增強的直接原因。特別提出了影響軟化彎曲模量的一個重要因素，即環(huán)氧基團的排列。當環(huán)氧化物沿彎曲方向排列時，彎曲模量的軟化更為明顯。本研究不僅提出了一種增強氧化石墨烯柔性的有效方法，而且揭示了軟化彎曲模量的機理，為柔性材料的設(shè)計提供了參考。
圖1. GO的三種構(gòu)型:(a) type I (C
40
2)， (b) type II (C
8O
8H
8)， (c) type III-1 (C
8O
6H
4)，和(d) type III-2 (C
12O
8H
4)。碳原子、氧原子和氫原子分別是灰色、紅色和藍色。
圖2. 管模型顯示了在4%拉伸應(yīng)變下沿AC和ZZ方向的氧化石墨烯的彎曲。
圖3. 三種GO構(gòu)型沿(a)AC和(b)ZZ方向拉伸的應(yīng)變-應(yīng)力曲線。
圖4. 三種GO構(gòu)型沿(a)AC和(b)ZZ方向拉伸的彎曲模量(
D)與拉伸應(yīng)變的關(guān)系。
圖5. 三種GO構(gòu)型沿(a)AC和(b)ZZ方向拉伸的彎曲模量(
D)與C-C鍵平均長度的關(guān)系。
相關(guān)研究成果由大連理工大學物理學院三束材料改性教育部重點實驗室Songding Yu等人于2022年發(fā)表在Carbon Trends (https://doi.org/10.1016/j.cartre.2022.100167)上。原文：Strain softened bending modulus of graphene oxide。
轉(zhuǎn)自《石墨烯研究》公眾號
