近期，中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院等機構(gòu)的學(xué)者們合作，通過研究石墨烯泡沫的掃描電子顯微鏡鏡像，成功構(gòu)建了一種三維孔片網(wǎng)絡(luò)拓撲模型，并引入?yún)?shù)和幾何量實現(xiàn)了對其力學(xué)行為的有效評估。國際知名學(xué)術(shù)期刊《美國化學(xué)會·納米》日前發(fā)表了該成果。
石墨烯泡沫是以準二維石墨烯作為基本組件，以無序堆砌為主要建構(gòu)方式鉸接而成的三維多孔材料，由于兼具石墨烯與多孔材料的優(yōu)點，受到國際科技界越來越多的關(guān)注。但由于不清楚其性能背后的物理機制，造成理論與實驗的嚴重脫節(jié)，限制了應(yīng)用。
近期，中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院先進制造技術(shù)研究所王曉杰研究員團隊的博士潘斗興與中科院力學(xué)研究所博士王超合作，成功構(gòu)建了一種同時含有本征孔和鉸鏈鍵的三維孔片網(wǎng)絡(luò)拓撲模型，并借助孔片網(wǎng)絡(luò)對石墨烯泡沫進行了動態(tài)分析，進一步構(gòu)建了一種新型的石墨環(huán)泡沫。該研究還發(fā)現(xiàn)，泡沫內(nèi)部存在有趣的介觀互鎖現(xiàn)象，豐富了連續(xù)介質(zhì)力學(xué)的內(nèi)涵。
通過構(gòu)建模型和發(fā)現(xiàn)新的物理性能，科研人員為推進石墨烯泡沫材料的研究及應(yīng)用邁出了重要一步。
