中国科技报 03月02日
[国 际] 新型二维碳材料韧度达石墨烯的八倍
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国际科研团队合成了一种名为单层无定形碳(MAC)的新型二维材料,并对其原子结构和性质进行了研究。研究发现,MAC的韧性是石墨烯的8倍,不易断裂,为二维材料研究和新型材料设计开辟了新方向。MAC由新加坡国立大学科学家合成,美国莱斯大学和麻省理工学院的科学家分别使用扫描电子显微镜和分子动力学模拟对其结构和断裂机理进行了深入研究。MAC内部兼具结晶态和非晶态结构,这种复合结构赋予了其超凡的韧性,可以有效防止裂纹传播。MAC的增韧策略有望推广到其他二维材料,助力科学家设计出更多高性能先进材料。

🔬 结构特点:MAC是一种单原子厚的二维材料,与石墨烯不同,其内部兼具结晶态和非晶态结构,这种独特的复合结构是其高韧性的关键。

💪 性能优势:实验表明,MAC的韧性是石墨烯的8倍,不易断裂,这使其在二维材料中具有显著的优势,克服了传统二维材料易碎的缺点。

💡 应用前景:二维材料在电子产品、储能设备、传感器和可穿戴设备等高科技领域具有广泛的应用前景,MAC的出现有望推动这些领域的进一步发展。

    科技日报讯 (记者刘霞)一个国际科研团队最近合成了一种名为单层无定形碳(MAC)的新型二维材料,并从原子结构上对其性质进行了研究。他们发现,这种材料韧度达到石墨烯的8倍,不易断裂,为二维材料研究及新型材料设计开辟了新途径。相关论文发表于新一期《物质》杂志。

    MAC由新加坡国立大学科学家合成。为了深入研究MAC这种纳米复合材料在结构上是如何应对裂纹扩展的,美国莱斯大学科学家使用扫描电子显微镜进行了观察。他们发现,与石墨烯一样,MAC也是一种单原子厚的二维材料。但不同之处在于,石墨烯内部的原子排列成有序(结晶态)的六方晶格;而MAC内部则兼具结晶态和非晶态结构。正是这种复合结构赋予了MAC超凡的韧性,可以防止裂纹传播,使材料不易碎裂。

    美国麻省理工学院科学家则进行了分子动力学模拟,在原子尺度上对材料进行了放大观察,以了解结晶和非晶区域的混合如何影响材料的断裂。

    二维材料在高科技领域有着广泛应用前景,如更快更高效的电子产品、高容量储能设备、先进传感器、可穿戴设备等。然而,这些材料极易破碎,限制了其在现实中的应用潜能。MAC基于结构的增韧策略或许也适用于其他二维材料,有助科学家设计出更多性能优异的先进材料。

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