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
刚刚
橘子完成签到,获得积分10
刚刚
lz完成签到,获得积分10
1秒前
Khalil完成签到 ,获得积分10
1秒前
疯狂的安容完成签到,获得积分10
2秒前
匀速前行发布了新的文献求助30
2秒前
asd完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
阳光少女完成签到,获得积分10
3秒前
kytlzq完成签到,获得积分10
3秒前
tree完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
小鱼完成签到,获得积分10
4秒前
伍寒烟完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
大山完成签到,获得积分10
5秒前
酷酷宛完成签到,获得积分10
5秒前
风吹完成签到,获得积分10
6秒前
聪慧代天完成签到,获得积分10
6秒前
悦耳从波完成签到 ,获得积分10
6秒前
ffrrss应助pigpromax采纳,获得10
7秒前
zzz应助guixun采纳,获得10
7秒前
万能图书馆应助六次列车采纳,获得10
7秒前
7秒前
李肉圆完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
感动的凝冬完成签到 ,获得积分10
8秒前
9秒前
半邪完成签到,获得积分10
9秒前
linnnn完成签到,获得积分10
9秒前
冰冷天蝎座完成签到,获得积分10
9秒前
yunwen完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
10秒前
一条小胖鱼完成签到,获得积分10
10秒前
做实验的猫应助zhang采纳,获得10
11秒前
何甜甜完成签到,获得积分10
11秒前
微笑的水桃完成签到 ,获得积分10
11秒前
iveu7va发布了新的文献求助10
12秒前
123455完成签到,获得积分10
12秒前
高分求助中
Clinical Epidemiology: The Essentials, 6e 10000
(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
The Graphene Handbook (2019 Edition) 800
Adhesion Science: Principles & Practice 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 600
久松真一著作集〈第5巻〉禅と芸術 500
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 6555387
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8339697
关于积分的说明 17866596
捐赠科研通 5673056
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2940267
邀请新用户注册赠送积分活动 1916151
关于科研通互助平台的介绍 1786180