Exfoliated Graphene Leads to Exceptional Mechanical Properties of Polymer Composite Films

石墨烯 复合数 材料科学 聚合物 复合材料 纳米技术 高分子科学
作者
Yunsong Pang,Junlong Yang,Tyler E. Curtis,Shirui Luo,Dezhao Huang,Zhe Feng,J. O. Morales-Ferreiro,Pitambar Sapkota,Fan Lei,Jianming Zhang,Qinnan Zhang,Eungkyu Lee,Yajiang Huang,Ruilan Guo,Sylwia Ptasińska,Ryan K. Roeder,Tengfei Luo
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
被引量:58
标识
DOI:10.1021/acsnano.8b04734
摘要

Polymers with superior mechanical properties are desirable in many applications. In this work, polyethylene (PE) films reinforced with exfoliated thermally reduced graphene oxide (TrGO) fabricated using a roll-to-roll hot-drawing process are shown to have outstanding mechanical properties. The specific ultimate tensile strength and Young's modulus of PE/TrGO films increased monotonically with the drawing ratio and TrGO filler fraction, reaching up to 3.2 ± 0.5 and 109.3 ± 12.7 GPa, respectively, with a drawing ratio of 60× and a very low TrGO weight fraction of 1%. These values represent by far the highest reported to date for a polymer/graphene composite. Experimental characterizations indicate that as the polymer films are drawn, TrGO fillers are exfoliated, which is further confirmed by molecular dynamics (MD) simulations. Exfoliation increases the specific area of the TrGO fillers in contact with the PE matrix molecules. Molecular dynamics simulations show that the PE-TrGO interaction is stronger than the PE-PE intermolecular van der Waals interaction, which enhances load transfer from PE to TrGO and leverages the ultrahigh mechanical properties of TrGO.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
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
希望天下0贩的0应助你好采纳,获得10
刚刚
刚刚
冉冉完成签到,获得积分10
刚刚
1秒前
蒋芳华发布了新的文献求助10
1秒前
lululu完成签到,获得积分10
4秒前
繁星发布了新的文献求助10
4秒前
吴大王发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
13201099463发布了新的文献求助10
4秒前
义气橘子完成签到,获得积分10
5秒前
黄滔发布了新的文献求助20
5秒前
5秒前
充电宝应助制杖大师采纳,获得10
6秒前
yyqx发布了新的文献求助10
7秒前
TQY发布了新的文献求助20
8秒前
Hello应助周舟采纳,获得10
9秒前
Vi完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
能干的长颈鹿完成签到 ,获得积分10
10秒前
与武术发布了新的文献求助10
10秒前
11秒前
11秒前
12秒前
科目三应助田田采纳,获得10
12秒前
12秒前
MJ发布了新的文献求助10
12秒前
kang完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
14秒前
15秒前
BW打工仔发布了新的文献求助30
15秒前
15秒前
15秒前
15秒前
16秒前
16秒前
能干的长颈鹿关注了科研通微信公众号
16秒前
毛毛发布了新的文献求助10
17秒前
17秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Developing Genetic Editing Tools for Lysobacter 2000
Моделирование процессов самоорганизации в кристаллообразующих системах 1000
Adhesion Science: Principles & Practice 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
IEST-RP-CC018: Cleanroom Cleaning and Sanitization: Operating and Monitoring Procedures 600
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6527034
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8320165
关于积分的说明 17809934
捐赠科研通 5628859
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2930053
邀请新用户注册赠送积分活动 1906737
关于科研通互助平台的介绍 1766314