納米復(fù)合材料中的納米填料增強(qiáng)效果通常遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于理論預(yù)測值，這主要是由于納米填料與基體之間界面相互作用較差所致。在這里，我們報(bào)道了石墨烯包裹的B4C-納米線(B4C-NWs@石墨烯)，增強(qiáng)了納米線在基體中的高度分散和高的納米線-基體鍵合。體積為0.2%的B4C-NWs@石墨烯增強(qiáng)環(huán)氧復(fù)合材料，在強(qiáng)度(144.2 MPa)、彈性模量(3.5 GPa)和延展性(15%)方面都同時(shí)得到了提高。用石墨烯定制復(fù)合材料界面可以有效利用納米填料，從而使載荷傳遞效率提高兩倍。分子動力學(xué)模擬解鎖了剪切混合石墨烯/納米線的自組裝機(jī)制。這種低成本而有效的技術(shù)為改善納米復(fù)合材料界面，提高負(fù)載轉(zhuǎn)移效率提供了前所未有的機(jī)會，并為開發(fā)強(qiáng)韌的納米復(fù)合材料開辟了一條新途徑。
Fig. 1. B4C-NWs@石墨烯的合成步驟示意圖。
Fig. 2. 通過剪切混合在稀水中合成納米填料。
Fig. 3. B4C-NWs@石墨烯表征。
Fig. 4. B4C-NWs@石墨烯的增強(qiáng)作用。
Fig. 5. B4C-NWs@石墨烯復(fù)合材料的機(jī)械性能。
Fig. 6. 納米填料相互作用的MD模擬。
相關(guān)研究成果于2020年由美國弗吉尼亞大學(xué)Xiaodong Li課題組，發(fā)表在Science Advances (DOI: 10.1126/sciadv.aba7016)上。原文：Tailoring nanocomposite interfaces with graphene to achieve high strength and toughness。
轉(zhuǎn)自《石墨烯雜志》公眾號：
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