非常に効率的な負荷ベアラーとして、しわの少ない少数のグラフェン

多層グラファイト材料は、固有の弱い層間結合のために負荷負担として適していません（たとえば、グラファイトは特定の用途での固体潤滑剤です）。この状況は、単層（SLG）グラフェンなどの2次元（2D）材料が採用されると、ほぼ改善されます。これらの場合のマイナス面は、2D材料で遍在する熱または機械的に誘導されたしわの存在です。ここでは、剥離した単純なサポートされたグラフェンフレークの応力伝達能力に対する広範な大きな波長/振幅のしわの効果を調べることに着手しました。一般的な信念に反して、このタイプの「波形」が「フラット」標本と比較して、少数のグラフェンの負荷をかける能力を高めるという明確な証拠を提示します。この効果は、しわに加えられた加えられたひずみの増分あたりのグラフェン/ポリマー界面界面せん断応力の有意な増加の結果であり、高度に改善された応力移動効率を備えた手頃な価格のグラフェン複合材料を設計する方法を舗装します。

Multilayered graphitic materials are not suitable as load-bearers due to their inherent weak interlayer bonding (for example, graphite is a solid lubricant in certain applications). This situation is largely improved when two-dimensional (2D) materials such as a monolayer (SLG) graphene are employed. The downside in these cases is the presence of thermally or mechanically induced wrinkles which are ubiquitous in 2D materials. Here we set out to examine the effect of extensive large wavelength/amplitude wrinkling on the stress transfer capabilities of exfoliated simply supported graphene flakes. Contrary to common belief we present clear evidence that this type of "corrugation" enhances the load-bearing capacity of few-layer graphene as compared to "flat" specimens. This effect is the result of the significant increase of the graphene/polymer interfacial shear stress per increment of applied strain due to wrinkling and paves the way for designing affordable graphene composites with highly improved stress-transfer efficiency.