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大連理工大學Jijun Zhao課題組--氧化石墨烯的可調彎曲模量和彎曲極限
       石墨烯具有很高的柔性,被廣泛應用于柔性器件。然而,氧化石墨烯是否比石墨烯更柔韌?模擬和實驗之間仍存在爭議。根據密度泛函理論計算,我們發現通過改變官能團的類型和覆蓋范圍以及彎曲方向,可以對氧化石墨烯的彎曲模量進行調節。羥基增加了石墨烯的彎曲模量,但是環氧化物可以降低扶手椅彎曲方向上的彎曲模量,使得氧化的石墨烯比石墨烯更具柔性。另一方面,氧化石墨烯在彎曲過程中存在曲率極限,O…H氫鍵開始向O-H共價鍵轉變。總的來說,我們的結果證明了官能團和彎曲方向對氧化石墨烯柔性的影響,這對石墨烯基柔性器件的設計提供了幫助。
  
Fig. 1 氧化石墨烯納米管模擬的氧化石墨烯沿(a) AC和(b) ZZ彎曲方向的彎曲行為,(c)不同覆蓋率的III型氧化石墨烯的彎曲行為。
 
 
Fig. 2 應變能密度W和曲率κ的函數是彎曲GO在(a) AC和(b) ZZ方向上的四重擬合。
 
 
Fig. 3 示意圖顯示在AC和ZZ彎曲方向上 (a) I型 ,(b) II型, (c) III型的組距離;(d-e)兩個不同基團距離的50% III型氧化石墨烯。
 
 
Fig. 4不同覆蓋范圍的氧化石墨烯在(a) AC和(b) ZZ彎曲方向上的彎曲模量D。
 
 
Fig. 5 (a) O…H氫鍵和O-H共價鍵的示意圖以及III型氧化石墨烯的鍵過渡;在(b) AC和(c) ZZ方向彎曲時O-H鍵長度的變化。
 
      相關研究成果于2019年由大連理工大學Jijun Zhao課題組,發表在Nanoscale (DOI: 10.1039/C9NR07282A)上。原文:Tunable bending modulus and bending limit of oxidized graphene
 
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