官能化对五边形石墨烯力学性能的影响及机理研究

作     者：韩同伟 李仁 操淑敏 张小燕 Han Tong-Wei;Li Ren;Cao Shu-Min;Zhang Xiao-Yan

作者机构：江苏大学土木工程与力学学院镇江212013 江苏大学化学化工学院镇江212013 

基　　金：江苏省高等学校自然科学研究重大项目(批准号:17KJA130001) 高端装备关键结构健康管理国际联合研究中心开放课题项目(批准号:KFJJ20-02N)资助的课题 

出 版 物：《物理学报》 (Acta Physica Sinica)

年 卷 期：2021年第70卷第22期

页      码：231-239页

摘      要：五边形石墨烯是近年来提出的一种完全由碳五元环组成的新型二维纳米材料.本文采用分子动力学方法研究了氢基、环氧基和羟基等官能团表面修饰及官能化率对五边形石墨烯力学性能和变形破坏机制的影响以及官能化对升温时五边形石墨烯结构转变的影响规律.研究发现,分别引入3种官能基团均可以有效地调控五边形石墨烯的力学性能和变形破坏机制.五边形石墨烯的杨氏模量和弹性极限均随官能化率的增大先剧烈减小再缓慢增大,而极限弹性应变单调递增.低官能化率五边形石墨烯在拉伸载荷下仍然表现出类似于完美五边形石墨烯的塑性变形破坏特征,不受约束升温时出现碳环结构转变,临界转变温度高于五边形石墨烯,而完全官能化可使五边形石墨烯由塑性向脆性变形破坏机制的转变,升温时五边形石墨烯并未出现碳环结构的转变.研究结果可为有效调控五边形石墨烯等二维纳米尺度材料的力学性能提供理论基础和结构设计依据.

主 题 词：五边形石墨烯 力学性能 官能化 分子动力学 

学科分类：081702[081702] 07[理学] 070205[070205] 08[工学] 0817[工学-轻工类] 080501[080501] 0805[工学-能源动力学] 0702[理学-物理学类] 

核心收录：

D　O　I：10.7498/aps.70.20210764

馆 藏 号：203106436...