p Em termos da atenção que o grafeno tem recebido na última década, nenhum material é comparável. À medida que o interesse e o entusiasmo pela pesquisa do grafeno continuam, exige um exame crítico da confiabilidade e durabilidade dos aplicativos habilitados para grafeno; a mecânica do grafeno, portanto, torna-se essencial para tratar de questões relacionadas. p Na prática, defeitos resultantes da termodinâmica ou introduzidos pela fabricação, natural ou artificialmente, desempenham o papel central nos comportamentos mecânicos do grafeno. Mais importante, alta resistência é apenas um aspecto das magníficas propriedades mecânicas do grafeno:sua natureza fina de um átomo leva a uma rigidez de curvatura ultrabaixa e dá origem a uma morfologia rica e é crucial para o controle da morfologia.

p Em um novo artigo de revisão publicado no National Science Review , cientistas do Instituto de Mecânica, Academia Chinesa de Ciências, Pequim, China, e a Universidade do Colorado, Pedregulho, NÓS., apresentar os mais recentes avanços teóricos na nanomecânica do grafeno. Os co-autores Yujie Wei e Ronggui Yang resumiram os avanços atuais na mecânica dos defeitos do grafeno, e a teoria para capturar a deformação fora do plano. Eles revisaram a relação de propriedade mecânica-estrutural no grafeno, em termos de elasticidade, força, dobrando, e enrugamento, com ou sem a influência de imperfeições. Os cientistas também delinearam alguns desafios e as possíveis direções de pesquisa sobre a nanomecânica do grafeno.

p "A força intrínseca do grafeno monocamada é de cerca de 100 GPa, pelo menos duas ordens de magnitude maior do que a maioria dos materiais de engenharia. O material forte também é macio por natureza - o grafeno pode ser facilmente dobrado para formar uma rica morfologia tridimensional sob ondulação mecânica ou mesmo térmica. Essas características marcantes rendem grafeno de aplicações potenciais que variam de sistemas em nanoescala a materiais compósitos macroscópicos.

p "Devido à termodinâmica, o grafeno de grande área também está com defeito. Os defeitos ativados termicamente são geralmente de baixo nível de energia, como pontos de vaga e 5-7-7-5 anéis, e 5-8-5 anéis. Os maiores incluem limites de grãos e bordas livres. A mecânica desses defeitos típicos do grafeno e sua influência na resistência são as tarefas centrais para tratar da relação estrutura-propriedade mecânica do grafeno. "

p Quando a energia de deformação resultante da incompatibilidade térmica é grande o suficiente para superar sua adesão, a camada de grafeno se dobra para formar rugas, relaxa sua compressão no plano às custas da energia interfacial devido à delaminação e à energia de dobra nas rugas. As rugas podem se formar durante o crescimento e o processo de transferência, que são muito difíceis de liberar.

p O enrugamento do grafeno pode ser descrito usando a teoria do contínuo para folhas elásticas finas. Eles afirmam.

p "Para grafeno cultivado ou transferido para um substrato, enrugamento do membro ultrafino pode ocorrer durante a competição de flexão e descoesão. Ambas as características são importantes, pois a morfologia afeta fortemente o desempenho de tal folha de grafeno. Uma previsão precisa sobre a morfologia e suas manipulações depende de uma descrição precisa da interação vdW entre o grafeno e o substrato, que está longe de ser alcançado e é desejado pelo fato comumente conhecido de que a precisão de uma simulação atomística não é de longe melhor do que o potencial que se usa. ”os cientistas previram.

p "Como o grafeno é considerado o mais forte entre todos os materiais conhecidos, é desejável usar tais estruturas de carbono de baixa dimensão como blocos de construção para realizar materiais e estruturas de engenharia tridimensionais (3-D) que podem herdar suas excelentes propriedades. Na realidade, o aumento de escala leva a uma degradação substancial das propriedades que desejamos manter. A enorme lacuna se origina das características de ligação diferentes entre os átomos de carbono dentro do grafeno ou CNTs e os materiais de engenharia 3-D arquitetados:A ligação intra-estrutura é covalente por natureza, enquanto a ligação de van der Waals domina entre diferentes camadas / tubos ou com outros materiais, "eles acrescentam." Para utilizar plenamente as incríveis propriedades mecânicas do grafeno na aplicação de engenharia do grafeno, ainda há muitos desafios a serem enfrentados. É lamentável que muitos pesquisadores se concentrem no lado bom do grafeno, os mecânicos estão mais preocupados com a confiabilidade e durabilidade do material na prática da engenharia que se destaca um dos seus concorrentes. "