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石墨烯基材料力学行为和设计

来源:力学与工程学院  作者:马晓梅     日期:2019/3/28 16:11:01   点击数:1251  

时间:2019-04-01 16:00--2019-04-01 17:30

地点:九里综合楼240

报告人:吴恒安

 

石墨烯因其多方面优异的性能而备受青睐,基于石墨烯的结构和功能材料众多应用中表现出极大的优势。本报告将介绍课题组近期在石墨烯材料力学行为和设计方面的研究工作,主要包括两个方面:石墨烯复合材料力学设计、石墨烯纳通道物质输运和器件设计。石墨烯上的屈曲褶皱生长具有明显的手性依赖性并受尺度的影响,利用自卷曲和自适应应变松弛机制,能够极大地提高和优化锂电池材料的能量存储稳定性,基于双向冷冻和高温碳化制备的具有层状多拱微结构的碳材料表现出超弹性和优异抗疲劳性,这表明结构力学中一些成熟的结构理论能够为微观构造材料设计提供指导使其获得独特的力学性能。通过小分子调控石墨烯片层间相互作用可设计性能优异的石墨烯复合材料。由氧化石墨烯堆叠形成的石墨烯纳米通道,使得氧化石墨烯薄膜表现出不同寻常的渗透行为,研究发现水分子在纳米通道中自发形成二维晶体状类固体结构,蒸发和纳米通道毛细作用联合驱动水在纳米通道中的快速定向流动,石墨烯纳米通道的尺寸选择性使得氧化石墨烯膜表现出精确离子筛选行为以及离子海绵效应,基于二维材料搭建的具有精确尺寸控制的纳米通道能够实现更为高效的脱盐透水行为。这些研究阐明的微力学机理能够为石墨烯材料设计和应用提供指导。


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