折叠法制备层压蜜桃TV下载烯复合材料，显著提升材料机械性能

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近日，蜜桃TV下载烯研究著名学者、韩国蔚山国立科技大学的Rodney S. Ruoff教授课题组（通讯作者）在国际顶级期刊 Advanced Materials上发表 “Folding Large GrapheneonPolymer Films Yields Laminated Compositeswith Enhanced Mechanical Performance”的论文。第一作者为Bin Wang。研究人员将≈400nm厚的A5尺寸（21 cm×15 cm）PC薄膜折叠了一半，产生了一个≈0.4mm厚的块状“梁状”样品，其中1024层，横向尺寸为2.6 cm ×0.11厘米。通过对该过程的简单修改，可以生产蜜桃TV下载烯薄膜覆盖的PC，在折叠时产生PC /蜜桃TV下载烯复合物；然后三点弯曲试验来研究机械性能。与未折叠的对照样品相比，折叠纯PC膜或PC /蜜桃TV下载烯膜导致增强的机械性能。折叠方法可以扩展/应用于其他2D纳米材料，设计和制造具有增强的机械性能的宏观层压复合材料。折叠导致复合材料相对于简单堆叠的对应物的额外硬化，强化和韧化：蜜桃TV下载烯和折叠的协同相互作用导致利用蜜桃TV下载烯增强材料的理想性质。

图1 A5尺寸≈400nm厚的聚碳酸酯（PC）薄膜的折叠示意图，强调了前四个水辅助折叠步骤，涉及使用自组装单层（SAM）图案化基板。

图2 复合结构的SEM图像

a，b）PCG薄膜（S-PCG）的1024个堆叠层的横截面，以及折叠10次的F-PCG复合材料的c，d）横截面，和e）折叠边缘（样品的左侧）在（c））。

图3 S-PC，S-PCG，F-PC和F-PCG复合材料的拉曼光谱

a）单层PC和PCG的拉曼光谱。插图显示蜜桃TV下载烯在PCG中的G带位置和PC带是可区分的。 b）四个测试多层的“平面”区域的拉曼光谱的比较。 c-f）“平面”区域（c，d）中D到G带（ID / IG）的强度比的拉曼图，以及S-PCG和F-PCG（e，f）的“边缘”区域的拉曼图。

总之，研究人员使用水基技术将A5尺寸的聚碳酸酯膜折叠一半4次，然后再手动折叠6次，从400nm厚的单层膜到厚度约0.4mm的具有1024层的块状材料。该方法还用于将单层蜜桃TV下载烯薄膜嵌入复合结构中，该复合结构还具有1024层和相似的总厚度，从而形成具有蜜桃TV下载烯的新型复合材料。因此，通过折叠增加了蜜桃TV下载烯增强的贡献，表明来自折叠和蜜桃TV下载烯的协同增强机制，如通过协同因素量化的。本工作中提出的模型可能有助于嵌入多层3D复合材料中的二维材料的设计，可以在大尺寸下实现。通过折叠制成的协同增强的蜜桃TV下载烯增强复合材料能够利用蜜桃TV下载烯的理想特性，在航空航天和汽车工业中大规模应用。此外，通过组合提供特殊功能的各种2D材料，使用折叠来获得用于许多其他潜在应用的宏观材料，包括但不限于能量存储和转换以及热管理。

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