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
wjy326发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
韶邑发布了新的文献求助10
1秒前
www关闭了www文献求助
1秒前
1秒前
乐乐应助Doki采纳,获得10
1秒前
yyr发布了新的文献求助10
1秒前
完美世界应助木子采纳,获得10
1秒前
2秒前
prejudice发布了新的文献求助10
2秒前
小二郎应助受伤路灯采纳,获得10
2秒前
析界成微完成签到,获得积分10
2秒前
orixero应助晏瑜霜采纳,获得10
2秒前
WILD完成签到 ,获得积分10
2秒前
orixero应助逃之夭夭采纳,获得10
2秒前
2秒前
molihuakai应助hxd_BIGpaperer采纳,获得10
2秒前
你好包包完成签到,获得积分10
3秒前
whx完成签到,获得积分20
3秒前
3秒前
4秒前
2222完成签到,获得积分10
4秒前
你好完成签到,获得积分10
4秒前
xingyan发布了新的文献求助150
4秒前
zzz应助surprise采纳,获得10
5秒前
mm发布了新的文献求助30
6秒前
大个应助蛋蛋采纳,获得10
6秒前
废废言完成签到,获得积分10
6秒前
小金羊完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
所所应助喜悦的道之采纳,获得10
7秒前
木槿完成签到 ,获得积分10
7秒前
威武寒珊完成签到,获得积分20
7秒前
7秒前
糊涂的麦片完成签到,获得积分10
7秒前
茶色小鸡发布了新的文献求助10
8秒前
大模型应助11采纳,获得10
9秒前
威武寒珊发布了新的文献求助10
9秒前
haili0219完成签到,获得积分10
10秒前
11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
Introduction to Helicopter and Tiltrotor Flight Simulation, Second Edition 2500
卤化钙钛矿人工突触的研究 2000
Malcolm Fraser : a biography 700
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Software that combines deep learning,3D reconstruction and CFD to analyze the state of carotid arteries from ultrasound imaging 600
Bounds for Statistical Estimation in Semiparametric Models 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 6499824
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8295247
关于积分的说明 17702332
捐赠科研通 5596359
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2918116
邀请新用户注册赠送积分活动 1895246
关于科研通互助平台的介绍 1756054