网络互织石墨烯-非晶碳

Chen, Wanxiaonan; Sheng, Jie; Chen, Daming; Sun, Boqian; Ding, Hao; Zhang, Linsen; Liu, Bin; Qingtan, Ren; Yuhao, Fang; Zou, Yongchun; Zhang, Peng; Zhang, Pengcheng; Wang, Zhiqi; Lin, Qianru; Tan, Mingyi; Zhang, Wenzheng; Cheng, Yuan; Li, Weili; Wang, Lidong; Dong, Shun; Du, Shanyi; Han, Jiecai; Fei, Weidong; Zhang, Xinghong

网络互织石墨烯-非晶碳

抗压强度超300 MPa

石墨烯网络均匀交织非晶碳，裂纹偏转显著阻抗扩展，同时提升力学与电学性能。

Chen, Wanxiaonan · Sheng, Jie · 陈大明 · Sun, Boqian · 丁浩 · Zhang, Linsen · 刘滨 · Qingtan, Ren · Yuhao, Fang · 邹永纯 · Zhang, Peng · 张鹏程 · Wang, Zhiqi · Lin, Qianru · Tan, Mingyi · Zhang, Wenzheng · 程源 · 李伟力 · 王黎东 · 董顺 · 杜善义 · 韩杰才 · 费维栋 · 张幸红

Nature Communications 2025

参数信息

抗压强度: 303 MPa
抗弯强度: 203 MPa

技术优势

抗压强度超300 MPa

交错少层石墨烯网络迫使裂纹连续偏转，耗散断裂能，使抗压强度达到303 MPa。

抗弯强度达203 MPa

石墨烯网络的桥接效应有效传递载荷，使抗弯强度达到203 MPa。

裂纹扩展被显著阻碍

微观研究显示，裂纹在交错少层石墨烯网络处连续偏转，这种机制是获得超高力学性能的关键。

应用场景

高强碳材料构件：用超高强度碳材料替代传统石墨件，解决承力结构易断裂问题。
轻质结构件：以轻质高强复合材料减轻结构重量同时保持承载能力。
仿生复合材料：借鉴生物结构的裂纹偏转机制，开发抗损伤复合材料。
石墨烯增强材料：用均匀互织的石墨烯网络增强基体，实现力学性能大幅提升。