Skip to main content
Erschienen in:
Buchtitelbild

2017 | OriginalPaper | Buchkapitel

1. Atomistic Simulation of a Two-Dimensional Polymer Tougher Than Graphene

verfasst von : Emil Sandoz-Rosado, Todd D. Beaudet, Radhakrishnan Balu, Eric D. Wetzel

Erschienen in: Dynamic Behavior of Materials, Volume 1

Verlag: Springer International Publishing

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

A graphene/polyethylene hybrid 2D polymer, “graphylene”, exhibits a higher theoretical fracture toughness than graphene, while remaining 2× stiffer and 9× stronger than Kevlar®, per mass. Within the base structure of graphylene, the sp3-bonded polyethylene linkages provide compliance for ductile fracture, while the benzene rings contribute to high stiffness and strength. Combining stiff and compliant units to achieve enhanced mechanical performance demonstrates the potential of designing 2D materials at the molecular level.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Literatur
1.
Zurück zum Zitat Lee, C., et al.: Measurements of the elastic properties and intrinsic strength of monolayer graphene. Science 321(5887), 385–388 (2008)CrossRef Lee, C., et al.: Measurements of the elastic properties and intrinsic strength of monolayer graphene. Science 321(5887), 385–388 (2008)CrossRef
2.
Zurück zum Zitat Petrone, N., et al.: Chemical vapor deposition-derived graphene with electrical performance of exfoliated graphene. Nano Lett. 12(6), 2751–2756 (2012)CrossRef Petrone, N., et al.: Chemical vapor deposition-derived graphene with electrical performance of exfoliated graphene. Nano Lett. 12(6), 2751–2756 (2012)CrossRef
3.
Zurück zum Zitat Lee, G.-H., et al.: High-strength chemical-vapor–deposited graphene and grain boundaries. Science 340(6136), 1073–1076 (2013)CrossRef Lee, G.-H., et al.: High-strength chemical-vapor–deposited graphene and grain boundaries. Science 340(6136), 1073–1076 (2013)CrossRef
4.
Zurück zum Zitat Grantab, R., Shenoy, V.B., Ruoff, R.S.: Anomalous strength characteristics of tilt grain boundaries in graphene. Science 330(6006), 946–948 (2010) (Copyright 2010, The Institution of Engineering and Technology)CrossRef Grantab, R., Shenoy, V.B., Ruoff, R.S.: Anomalous strength characteristics of tilt grain boundaries in graphene. Science 330(6006), 946–948 (2010) (Copyright 2010, The Institution of Engineering and Technology)CrossRef
5.
Zurück zum Zitat Wetzel, E.D., Balu, R., Beaudet, T.D.: A theoretical consideration of the ballistic response of continuous graphene membranes. J. Mech. Phys. Solids 82, 23–31 (2015)MathSciNetCrossRef Wetzel, E.D., Balu, R., Beaudet, T.D.: A theoretical consideration of the ballistic response of continuous graphene membranes. J. Mech. Phys. Solids 82, 23–31 (2015)MathSciNetCrossRef
6.
Zurück zum Zitat Lee, J.-H., et al.: Dynamic mechanical behavior of multilayer graphene via supersonic projectile penetration. Science 346(6213), 1092–1096 (2014)CrossRef Lee, J.-H., et al.: Dynamic mechanical behavior of multilayer graphene via supersonic projectile penetration. Science 346(6213), 1092–1096 (2014)CrossRef
7.
Zurück zum Zitat Zhang, P., et al.: Fracture toughness of graphene. Nat. Commun. 5, 3782 (2014) Zhang, P., et al.: Fracture toughness of graphene. Nat. Commun. 5, 3782 (2014)
8.
Zurück zum Zitat Hwangbo, Y., et al.: Fracture characteristics of monolayer CVD-graphene. Sci. Rep. 4, 4439 (2014)CrossRef Hwangbo, Y., et al.: Fracture characteristics of monolayer CVD-graphene. Sci. Rep. 4, 4439 (2014)CrossRef
9.
Zurück zum Zitat Cranford, S.W., Buehler, M.J.: Mechanical properties of graphyne. Carbon 49(13), 4111–4121 (2011)CrossRef Cranford, S.W., Buehler, M.J.: Mechanical properties of graphyne. Carbon 49(13), 4111–4121 (2011)CrossRef
10.
Zurück zum Zitat Enyashin, A.N., Ivanovskii, A.L.: Graphene allotropes. Phys. Status Solidi B 248(8), 1879–1883 (2011)CrossRef Enyashin, A.N., Ivanovskii, A.L.: Graphene allotropes. Phys. Status Solidi B 248(8), 1879–1883 (2011)CrossRef
11.
Zurück zum Zitat Pei, Q., Zhang, Y., Shenoy, V.: A molecular dynamics study of the mechanical properties of hydrogen functionalized graphene. Carbon 48(3), 898–904 (2010)CrossRef Pei, Q., Zhang, Y., Shenoy, V.: A molecular dynamics study of the mechanical properties of hydrogen functionalized graphene. Carbon 48(3), 898–904 (2010)CrossRef
12.
Zurück zum Zitat Li, Y., et al.: Mechanical properties of hydrogen functionalized graphene allotropes. Comput. Mater. Sci. 83, 212–216 (2014)CrossRef Li, Y., et al.: Mechanical properties of hydrogen functionalized graphene allotropes. Comput. Mater. Sci. 83, 212–216 (2014)CrossRef
13.
Zurück zum Zitat Zhang, Z., Wang, X., Lee, J.D.: An atomistic methodology of energy release rate for graphene at nanoscale. J. Appl. Phys. 115(11), 114314 (2014)CrossRef Zhang, Z., Wang, X., Lee, J.D.: An atomistic methodology of energy release rate for graphene at nanoscale. J. Appl. Phys. 115(11), 114314 (2014)CrossRef
14.
Zurück zum Zitat Le, M.-Q., Batra, R.C.: Single-edge crack growth in graphene sheets under tension. Comput. Mater. Sci. 69, 381–388 (2013)CrossRef Le, M.-Q., Batra, R.C.: Single-edge crack growth in graphene sheets under tension. Comput. Mater. Sci. 69, 381–388 (2013)CrossRef
15.
Zurück zum Zitat Pastewka, L., et al.: Describing bond-breaking processes by reactive potentials: importance of an environment-dependent interaction range. Phys. Rev. B 78(16), 161402 (2008)CrossRef Pastewka, L., et al.: Describing bond-breaking processes by reactive potentials: importance of an environment-dependent interaction range. Phys. Rev. B 78(16), 161402 (2008)CrossRef
16.
Zurück zum Zitat Buehler, M.J., Gao, H.: Modeling dynamic fracture using large-scale atomistic simulations. In: Shukla, A. (ed.) Dynamic Fracture Mechanics, p. 1. World Scientific, Singapore, (2006) Buehler, M.J., Gao, H.: Modeling dynamic fracture using large-scale atomistic simulations. In: Shukla, A. (ed.) Dynamic Fracture Mechanics, p. 1. World Scientific, Singapore, (2006)
17.
Zurück zum Zitat Markus, J.B., et al.: Cracking and adhesion at small scales: atomistic and continuum studies of flaw tolerant nanostructures. Model. Simul. Mater. Sci. Eng. 14(5), 799 (2006)CrossRef Markus, J.B., et al.: Cracking and adhesion at small scales: atomistic and continuum studies of flaw tolerant nanostructures. Model. Simul. Mater. Sci. Eng. 14(5), 799 (2006)CrossRef
Metadaten
Titel
Atomistic Simulation of a Two-Dimensional Polymer Tougher Than Graphene
verfasst von
Emil Sandoz-Rosado
Todd D. Beaudet
Radhakrishnan Balu
Eric D. Wetzel
Copyright-Jahr
2017
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-319-41132-3_1

    Marktübersichten

    Die im Laufe eines Jahres in der „adhäsion“ veröffentlichten Marktübersichten helfen Anwendern verschiedenster Branchen, sich einen gezielten Überblick über Lieferantenangebote zu verschaffen.