通过起皱实现石墨烯的力学增强
介观与纳米尺度物理
2025-08-25 v1
摘要
力学悬臂梁是纳米技术的核心，在原子极限处可实现终极灵敏度，其中低弯曲刚度使稳定性成为基本挑战。这里，我们引入了一种皱纹诱导硬化方法，将单层石墨烯的弯曲刚度提高了数个数量级，使制造力学性能稳健的石墨烯悬臂梁成为可能。当悬挂在微腔上方时，这些起皱膜在面内和面外刚度方面均表现出显著增强，纳米压痕和共振测量证实了这一点，同时也揭示增强的弯曲刚度强烈影响其振动响应。这种行为标志着从以张力为主的力学向弯曲效应显著的区域的转变，即使在单原子层中也是如此。通过雕刻这些结构，我们实现了弯曲刚度在 到 eV之间的石墨烯悬臂梁，同时保持了飞克量级的质量。这些发现为纳米力学传感和悬臂梁技术开辟了新方向。
引用
@article{arxiv.2508.16340,
title = {Mechanical Reinforcement of Graphene via Wrinkling},
author = {Hadi Arjmandi-Tash and Roshan Prasad and Hanqing Liu and Gerard Verbiest and Dominic Vella and Farbod Alijani},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.16340},
year = {2025}
}