浙江大学高超团队与清华大学科研人员合作，创新性地将石墨烯基本单元以类似颗粒积木的方式进行组装，成功研制出一种综合性能显著提升的新型石墨烯膜。
长期以来，材料科学领域普遍认为，高强度、高韧性和高弹性三者难以在同一材料中协同实现。此次研究突破了这一理论局限，相关成果已发表于国际学术期刊自然。
石墨烯作为人类首个实现宏观规模制备的二维材料，其单层结构具备极高的本征强度。然而，当大量石墨烯薄片通过常规方式堆叠压缩形成宏观薄膜时，整体性能往往大幅下降。其根本原因在于石墨烯表面具有原子级平整度，是目前已知最光滑的固态薄膜材料之一；这种极致光滑导致层间作用力微弱，在外力作用下极易发生相对滑移，致使应力无法有效分散至全部层片，仅少数几层承担主要载荷，从而诱发层间剥离与断裂。
研究团队摒弃了传统平整叠层路径，转而构建一种具有褶皱互锁特征的层状结构。具体而言，使石墨烯单元形成规律性褶皱，并通过几何咬合实现层间机械锁定。该结构显著改变了应力传递机制，使材料在受力过程中可动态协调拉伸与压缩响应，大幅提升整体结构稳定性。
实验测试表明，该新型石墨烯膜的抗拉强度达2.9GPa，较传统石墨烯膜提高50%，已超过常规钢材水平；与此同时，其单位面积质量与厚度均远低于钢材。此项工作不仅颠覆了关于二维材料宏观力学性能的传统认知，更揭示了通过微观结构精准设计可突破既有性能边界的技术路径，为二维材料的工程化应用开辟了全新方向。
文章来源：浙大清华合作突破石墨烯膜力学瓶颈，创褶皱互锁结构实现强韧弹协同https://news.zol.com.cn/1260/12604658.html
