使用石墨烯定制纳米复合材料界面以实现高强度和韧性

在材料工程过程中，纳米填料和基体纳米复合材料之间的界面相互作用较弱，导致纳米填料的增强作用远低于理论预测值。在现在发表在《科学进展》上的新报告中，宋宁宁和美国弗吉尼亚大学机械与航空工程系的一组科学家展示了石墨烯包裹的碳化硼(B 4 C)纳米线(B 4 C -NWs @ graphene)。这些结构使纳米线在基质中的分散性得以增强，并促进了最高级的纳米线-基质键合。B 4C-NWs @ graphene构建增强的环氧复合材料，并显示出强度，弹性模量和延展性的同时增强。通过使用石墨烯来定制复合界面，Song等人。有效地使用了纳米填料，使载荷传递效率提高了两倍。他们使用分子动力学模拟来解锁石墨烯/纳米线结构的剪切混合自组装机制。低成本技术为开发强韧的纳米复合材料以改善界面并实现高效的高负荷转移开辟了一条新途径。

纳米填料–纳米线和纳米粒子

包含纳米线和纳米颗粒的纳米填料比微填料具有更大的比表面积。因此，从理论上讲，它们提供了理想的增强材料，从而在强度和韧性方面获得了卓越的结合。然而，在材料科学和工程中，由于填料与基体之间的弱界面结合，纳米复合材料仍然可以满足这一要求。碳化硼(B 4 C)是自然界已知的第三种最硬的材料，通常因其关键的物理和机械性能而广受赞誉。但是，当用作纳米复合材料的增强材料时，B 4 C纳米线(B 4由于C-NWs在基体中的分散性较弱以及界面键合较弱，因此单独未显示出增强作用。因此，设计纳米复合材料界面以发挥其全部潜力非常重要。多数人在玩的方法和先前探测在材料科学和纳米材料，宋等人。报告了石墨烯界面工程技术。通过这种机理，他们用石墨烯粘合了B 4 C-NW，以异常地增强所得材料的强度和韧性。他们将高质量的石墨烯片材转化为石墨，然后通过剪切混合将其包裹在B 4 C-NWs上，以获得B 4 C-NWs @ graphene结构。