เป็นที่รู้จักกันดีสองมิติวัสดุที่มีสมบัติเชิงกลที่ดีเยี่ยมนอกเหนือไปจากมอดุลัสและความแข็งแรงเชิงกลแตกหักยังเป็นดัชนีกลสำคัญมากสะท้อนให้เห็นถึงความสามารถของวัสดุที่จะต่อต้านการเจริญเติบโตแตกไม่เสถียร
เนื่องจากเนื้อหาของการใช้งานในทางปฏิบัติมีข้อบกพร่องโดยธรรมชาติดังนั้นการแตกหักของวัสดุที่สามารถสะท้อนให้เห็นถึงคุณสมบัติทางกลในหลายกรณีโมดูลัสของเด็กหนุ่มและแข็งแรงเชิงกลสูงมากแตกหักสูงมีความเหนียวไม่จำเป็นต้องเหมือนกันเช่น กราฟีนพิสูจน์แล้วว่าเป็นโมดูลัสที่สูงที่สุดของเด็กหนุ่มและความแข็งแรงของวัสดุที่ค้นพบถึงวัน แต่แตกหักเพียงประมาณ 16 J / m2 น้อยกว่าวัสดุธรรมดาบางคุณสมบัติทางกลของวัสดุที่เปราะจะนำไปสู่การสองมิติ หนึ่งในเหตุผลที่สำคัญสำหรับความเหนียวแตกหักต่ำของ
การศึกษาหลายชิ้นแสดงให้เห็นว่าการเปิดตัวของสองมิติระดับนาโนข้อบกพร่องวัสดุที่อาจเพิ่มคุณสมบัติพลาสติกของวัสดุและปรับปรุงแตกหักของพวกเขา แต่วิธีนี้ต้องใช้เทคนิคการทดลองสูงและอุปกรณ์ราคาแพงเพื่อควบคุมขนาดของข้อบกพร่องได้อย่างถูกต้องเป็นที่รู้จัก และรูปร่างและสามารถทำได้เฉพาะในพื้นที่ขนาดเล็กมากจึงเป็นเรื่องยากที่จะปรับขนาดเป็นวัสดุสองมิติ
ในมุมมองนี้, มหาวิทยาลัยโตรอนโต Yu อาทิตย์จันทรา Veer ซิงห์, โทบิน Filleter ทีมพัฒนากลยุทธ์ใหม่สำหรับสารเคมีหมายถึงการเปลี่ยนแปลงสมบัติทางกลเคมีกลุ่มทำงานโดยการนำวัสดุสองมิติและเพิ่มความหนาของกราฟีนที่มากปรับปรุง คุณสมบัติพลาสติกและความเหนียวแตกหักของวัสดุสองมิติคาดว่าจะใช้กันอย่างแพร่หลายในการใช้วัสดุสองมิติ
นักวิจัยจากกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนส่งปืนอิเล็กตรอนจะถูกกัดครั้งแรกโดยประมาณ 10% ของความกว้างของรอยแตกบนออกไซด์หลาย graphene, ออกไซด์ graphene หลังจากที่รอยแตกมีการทดสอบแรงดึงแหล่งกำเนิดในอุปกรณ์ MEMS ผ่านกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนจน มันสมบูรณ์แบ่ง
มันถูกพบออกไซด์ graphene หลายในการยับยั้งกลไกการแตกเมื่อรอยแตกเริ่มที่จะขยายและไม่เป็นทันทีเป็นฟิล์มกราฟีนการขยายไปยังขอบ แต่หยุดอยู่ตรงกลางเพิ่มขึ้นอีกในความเครียดแตกก็ขยายไปถึงภาพยนตร์เรื่องนี้ กลไกการยับยั้งการแตกร้าวนี้เป็นขั้นตอนแรกที่ค้นพบในวัสดุสองมิติ
นอกจากนี้ตั้งแต่หลายชั้น graphene ออกไซด์โค้งไม่เชิงเส้นความเครียดดังนั้นรอยแตก Geli เฟทฤษฎีบทไม่สามารถนำมาใช้ในการคำนวณแตกหักทีมแสดงให้เห็นถึงรอยแตกไม่มีทฤษฎีบทประยุกต์ Geli Fei ไม่เชิงเส้นวัสดุสองมิติคือในข้อความ ความสมเหตุสมผลและการแตกหักของวัสดุไม่เชิงเส้นที่ระบุจะ J- ทฤษฎีหนึ่งที่เสนอโดยฮัทชินสันและข้าวคำนวณ. ทีม SEM ผ่านภาพ HD คำนวณโดยวิธีองค์ประกอบ จำกัด และได้รับ J- ทฤษฎีหนึ่ง, พหุ graphene ออกไซด์ ความเหนียวแตกหักมากกว่า 3 เท่าของ graphene คาร์บอนบริสุทธิ์ชั้นเดียว
สาเหตุที่อาจเกิดขึ้นโดยวิธีการของการเปลี่ยนแปลงโมเลกุลทีมชี้ให้เห็นว่าโตรอนโตอาจนำไปสู่หลายชั้นยับยั้ง graphene ออกไซด์มีการแสดงรอยแตก: สำหรับชั้นเดียว graphene ออกไซด์เป็นห่วงเมื่อรอยแตกเริ่มที่จะขยายตัวตามธรรมชาติจะต้องไล่ตามเสียได้ง่ายขึ้น อะตอมของคาร์บอน, ออกซิเดชันของการทำงานเป็นกลุ่มและเมื่อมีเหตุการณ์ต้องใช้พลังงานมากขึ้นในการทำลายพันธบัตร SP2 พลังงานความเครียดต้องหยุดขยายมากขึ้นในขณะที่กราฟีนออกไซด์เพราะพวกเขาไม่ได้มีการทำงานกลุ่มแม้ว่ามันจะต้องสูงขึ้นภายใต้เงื่อนไขเดียวกัน รอยแตกความเครียดดังนั้นการขยายตัวที่เริ่มต้น แต่ไม่ได้แสดงรอยแตกยับยั้งนอกจากนี้สาเหตุของความดื้อรั้นสูงหลายชั้นออกไซด์ graphene กว่า monolayer คาร์บอนบริสุทธิ์ของ graphene เสีย: graphene คาร์บอนบริสุทธิ์แต่ละรอยแตกขยายเหมือนกันและ ออกไซด์ graphene หลายเนื่องจากการทำงานเป็นกลุ่มระเบียบออกไซด์แต่ละเส้นทางการขยายพันธุ์แตกที่แตกต่างกันส่งผลให้ในความต้องการสำหรับพลังงานความเครียดมากขึ้น
สรุปการศึกษาครั้งนี้มีพื้นฐานทางทฤษฎีและการทดลองสำหรับการควบคุมทางเคมีของสมบัติเชิงกลของวัสดุสองมิติและแนะนำทิศทางใหม่สำหรับการเตรียมวัสดุสองมิติด้วยความทนทานต่อการแตกหักที่เพิ่มขึ้น Changhong Cao, Sankha Mukherjee, Yu Sun, Chandra Veer Singh, Tobin Filleter และคณะ, การวัดค่าความต้านทานการแตกหักแบบไม่เชิงเส้นและความต้านทานต่อการขยายตัวของรอยแตกของ multilayer แบบกราฟีนที่มีฟังก์ชันต่างๆ Sci. Adv. 2018; 4: eaao7202