机械耗散相互作用可以缓解强度和韧性之间的冲突,并有望制造出坚固耐用的人造材料。浙江大学许震、刘英军和西安交通大学Yan Chen、中科院福建物构所林悦引入了强纠缠作为一种新的人工层间耗散机制,并制备了从分子到纳米级结构均具有优异强度和韧性的纠缠珍珠层材料。
本文要点
(1)实验和模拟结果表明,强纠缠可以发挥天然折叠蛋白质的作用,有效地耗散层间能量,从而缓解强度和韧性之间的冲突。
(2)缠绕的石墨烯珍珠层纤维达到了1.2GPa的高强度和47MJ/m3的韧性,而薄膜结构的强度和韧性则达到了1.5GPa和25MJ/m3。
Lidan Wang, et al. Superior Strong and Tough Nacre-Inspired Materials by Interlayer Entanglement. Nano Letters. 2023
DOI:10.1021/acs.nanolett.3c00332
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.3c00332