通过受控缺陷形成增强石墨烯与聚合物基底的粘附性
材料科学
2020-04-07 v1
摘要
复合材料的机械完整性主要取决于作为增强相的界面强度和缺陷密度，增强相提供更高的强度和刚度。对于具有极大界面区域的石墨烯/聚合物纳米复合材料， inclusion中的任何缺陷（如褶皱、裂纹、孔洞等）都会对内部应变分布及由此产生的机械性能产生有害影响。然而，若缺陷尺寸减小至低于裂纹形成的临界尺寸、达到原子空位水平，这一传统观念便可被挑战。在此情况下，对裂纹扩展应无实际影响，且取决于空位性质，界面强度实际上可能提高。本工作中，我们采用氩离子（Ar+）轰击并随后暴露于氢气（H2）中，在CVD石墨烯上诱导（经X射线与紫外光电子能谱（XPS/UPS）及拉曼光谱揭示）钝化的原子单空位。随后将改性石墨烯转移至PMMA条上，并利用原子力显微镜技术与拉曼分析研究CVD石墨烯/PMMA体系的形貌、润湿性及界面粘附性。所得结果清晰显示了石墨烯/聚合物界面整体机械行为的改善，因为观测到随应变增加的更均匀位移分布。这为石墨烯/聚合物体系的界面工程铺平了道路，其在原始状态下易受早期石墨烯滑移及随之失效的困扰。
引用
@article{arxiv.2004.01954,
title = {Enhancing the Adhesion of Graphene to Polymer Substrates by Controlled Defect Formation},
author = {George Anagnostopoulos and Labrini Sygellou and George Paterakis and Ioannis Polyzos and Christos A. Aggelopoulos and Costas Galiotis},
journal= {arXiv preprint arXiv:2004.01954},
year = {2020}
}