Anomalous elasticity and damping in covalently cross-linked graphene aerogels

气凝胶 石墨烯 材料科学 复合材料 极限抗拉强度 弹性(物理) 纳米力学 弹性模量 纳米技术 原子力显微镜
作者
Martin Šilhavík,Prabhat Kumar,Zahid Ali Zafar,Martin Míšek,Martin Čičala,Marek Piliarik,Jiří Červenka
出处
期刊:Communications physics [Nature Portfolio]
卷期号:5 (1) 被引量:23
标识
DOI:10.1038/s42005-022-00806-5
摘要

Abstract Elasticity in materials is a phenomenon that provides a basis for widespread practical applications in engineering, medicine, and electronics. Most of the conventional materials can withstand only small deformations within the elastic limit, typically below 5% of their original size. Here, we report a graphene aerogel made of covalently cross-linked graphene sheets that exhibits anomalous superelastic behavior up to 92% of compressive and 68% tensile strain. We show that the graphene aerogel has a nonlinear stress-strain characteristic with the compressive and tensile yield strength of 4.5 GPa and 0.6 MPa, respectively. By considering the elastic bending of graphene sheets and buckle folding of pore walls, we develop a quantitative origami model that describes the stress-strain behavior of the aerogel. In addition, we analyze the mechanical oscillations of the graphene aerogel, observing superfast vibration damping within a time scale of 50–250 ns. Our study demonstrates the unusual coexistence of superelasticity and superfast damping within a cellular material with atomically thin pore walls, a phenomenon that does not occur in bulk elastic materials described by Hook’s law.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
星河发布了新的文献求助20
刚刚
七七完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
SLY完成签到 ,获得积分10
3秒前
3秒前
所所应助跳跳虎采纳,获得10
3秒前
wanci应助seedcode采纳,获得10
4秒前
我是老大应助完犊子采纳,获得10
4秒前
Kevin发布了新的文献求助30
4秒前
5秒前
6秒前
灰灰灰完成签到,获得积分10
8秒前
牛牛眉目发布了新的文献求助10
8秒前
10秒前
哈哈哈完成签到,获得积分10
10秒前
七七发布了新的文献求助10
12秒前
14秒前
研友_nPb9e8完成签到,获得积分10
15秒前
科研通AI2S应助satan9采纳,获得10
16秒前
16秒前
badyoungboy完成签到,获得积分10
16秒前
邵晓啸发布了新的文献求助20
17秒前
星河完成签到,获得积分10
19秒前
追梦少年完成签到,获得积分10
20秒前
20秒前
tamo完成签到,获得积分10
21秒前
seedcode发布了新的文献求助10
22秒前
不吃橘子完成签到,获得积分10
22秒前
韩韩完成签到 ,获得积分10
22秒前
Cynicism完成签到,获得积分10
23秒前
干饭大王应助dusai采纳,获得10
26秒前
牛牛眉目发布了新的文献求助10
27秒前
28秒前
28秒前
万能图书馆应助Kevin采纳,获得10
32秒前
Zirong发布了新的文献求助10
33秒前
smile完成签到,获得积分10
34秒前
追梦少年发布了新的文献求助10
36秒前
yunyii完成签到,获得积分10
36秒前
byron完成签到 ,获得积分10
37秒前
高分求助中
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
Cognitive Neuroscience: The Biology of the Mind 1000
Technical Brochure TB 814: LPIT applications in HV gas insulated switchgear 1000
Immigrant Incorporation in East Asian Democracies 500
Nucleophilic substitution in azasydnone-modified dinitroanisoles 500
不知道标题是什么 500
A Preliminary Study on Correlation Between Independent Components of Facial Thermal Images and Subjective Assessment of Chronic Stress 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3966370
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3511789
关于积分的说明 11159900
捐赠科研通 3246400
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1793416
邀请新用户注册赠送积分活动 874427
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 804388