自然界中的生物結(jié)構(gòu)材料因其復(fù)雜而精細(xì)的多級(jí)結(jié)構(gòu)而具有優(yōu)異的力學(xué)性能,成為固體力學(xué)和材料科學(xué)等領(lǐng)域的重要研究對(duì)象,并不斷啟發(fā)研究人員探索高性能的仿生材料。其中,對(duì)于仿貝殼結(jié)構(gòu)材料的設(shè)計(jì)主要著眼于兩個(gè)方面:基體和界面。氧化石墨烯在保有石墨烯力學(xué)特性的同時(shí)具備靈活的化學(xué)自組裝能力,其表面豐富的含氧官能團(tuán)為界面交聯(lián)提供了靈活的設(shè)計(jì)空間,因而被視為潛在的理想基體并廣泛應(yīng)用于仿貝殼材料的構(gòu)筑。在基于氧化石墨烯進(jìn)行界面設(shè)計(jì)的研究中,雖然多種相互作用和交聯(lián)形式的引入極大地提高了氧化石墨烯層狀材料的力學(xué)性能,但強(qiáng)度和韌性的對(duì)立依然存在。此外,在氧化石墨烯的實(shí)際應(yīng)用過程中,液相環(huán)境又會(huì)對(duì)氧化石墨烯體系的力化學(xué)行為產(chǎn)生不可忽視的影響。目前領(lǐng)域內(nèi)仍然缺乏對(duì)這些問題的納尺度力化學(xué)機(jī)制的理解,未能建立完善的多尺度構(gòu)效關(guān)系,因此常常難以實(shí)現(xiàn)石墨烯基仿貝殼層狀材料的同步強(qiáng)韌化設(shè)計(jì)。本文圍繞氧化石墨烯基層狀材料,系統(tǒng)研究了其界面交聯(lián)在納尺度下的力化學(xué)行為和機(jī)理,為探索基于氧化石墨烯設(shè)計(jì)和制備仿貝殼層狀材料提供了理論基礎(chǔ)。闡明了非共價(jià)作用對(duì)氧化石墨烯界面力化學(xué)性質(zhì)的調(diào)控。通過非共價(jià)作用指標(biāo),對(duì)氧化石墨烯界面體系內(nèi)的非共價(jià)... 

【文章來源】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：141 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１．２自然界中組成生物質(zhì)的結(jié)構(gòu)單元［１９］

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【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Biomimetic twisted plywood structural materials[J]. Si-Ming Chen,Huai-Ling Gao,Yin-Bo Zhu,Hong-Bin Yao,Li-Bo Mao,Qi-Yun Song,Jun Xia,Zhao Pan,Zhen He,Heng-An Wu,Shu-Hong Yu.  National Science Review. 2018(05)
[2]原子電荷計(jì)算方法的對(duì)比[J]. 盧天,陳飛武.  物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2012(01)



本文編號(hào)：3610217