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Experimental Mechanics

Erschienen in:

22.01.2019 | Brief Technical Note

Nanomechanical Unfolding of Self-Folded Graphene on Flat Substrate

verfasst von: C.L. Yi, L.Y. Zhang, X.M. Chen, X.Q. Wang, C.H. Ke

Erschienen in: Experimental Mechanics | Ausgabe 3/2019

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Abstract

We report the nanomechanical unfolding of individual self-folded graphene flakes on a flat substrate by using atomic force microscopy techniques. The nanomechanical measurements and molecular dynamics simulations reveal the detailed unfolding process that turns a z-shaped self-folded graphene segment into a flat membrane. A reversible sliding phenomenon in the adhered graphene region during the unfolding process is observed. The findings are useful to better understand the reversible folding properties of graphene and in pursuit of reversible and morphing graphene origami.

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Al-Mulla T, Qin Z, Buehler MJ (2015) Crumpling deformation regimes of monolayer graphene on substrate: a molecular mechanics study. J Phys Condens Matter 27:345401. https://doi.org/10.1088/0953-8984/27/34/345401 CrossRef

Zhu W, Low T, Perebeinos V et al (2012) Structure and electronic transport in graphene wrinkles. Nano Lett 12:3431–3436. https://doi.org/10.1021/nl300563h CrossRef

Kim K, Lee Z, Malone BD et al (2011) Multiply folded graphene. Phys Rev B 83:245433. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.83.245433 CrossRef

Blees MK, Barnard AW, Rose PA et al (2015) Graphene kirigami. Nature 524:204–207. https://doi.org/10.1038/nature14588 CrossRef

Zhu S, Li T (2014) Hydrogenation-assisted graphene origami and its application in programmable molecular mass uptake, storage, and release. ACS Nano 8:2864–2872. https://doi.org/10.1021/nn500025t CrossRef

Becton M, Zhang L, Wang X (2013) Effects of surface dopants on graphene folding by molecular simulations. Chem Phys Lett 584:135–141. https://doi.org/10.1016/j.cplett.2013.08.027 CrossRef

Zhang L, Zeng X, Wang X (2013) Programmable hydrogenation of graphene for novel nanocages. Sci Rep 3. https://doi.org/10.1038/srep03162

Meng X, Li M, Kang Z et al (2013) Mechanics of self-folding of single-layer graphene. J Phys Appl Phys 46:055308. https://doi.org/10.1088/0022-3727/46/5/055308 CrossRef

Cranford S, Sen D, Buehler MJ (2009) Meso-origami: folding multilayer graphene sheets. Appl Phys Lett 95:123121. https://doi.org/10.1063/1.3223783 CrossRef

10.

Zhou Z, Qian D, Vasudevan VK, Ruoff RS (2012) Folding mechanics of bi-layer graphene sheet. Nano LIFE 02:1240007. https://doi.org/10.1142/S1793984412400077 CrossRef

11.

Chen X, Yi C, Ke C (2015) Bending stiffness and interlayer shear modulus of few-layer graphene. Appl Phys Lett 106:101907. https://doi.org/10.1063/1.4915075 CrossRef

12.

Yi C, Chen X, Zhang L et al (2016) Nanomechanical z-shape folding of graphene on flat substrate. Extreme Mech Lett 9:84–90. https://doi.org/10.1016/j.eml.2016.05.008 CrossRef

13.

Chen X, Zhang L, Zhao Y et al (2014) Graphene folding on flat substrates. J Appl Phys 116:164301. https://doi.org/10.1063/1.4898760 CrossRef

14.

Annett J, Cross GLW (2016) Self-assembly of graphene ribbons by spontaneous self-tearing and peeling from a substrate. Nature 535:271–275. https://doi.org/10.1038/nature18304 CrossRef

15.

He Z-Z, Zhu Y-B, Wu H-A (2018) Self-folding mechanics of graphene tearing and peeling from a substrate. Front Phys 13:138111. https://doi.org/10.1007/s11467-018-0755-5 CrossRef

16.

Zang J, Ryu S, Pugno N et al (2013) Multifunctionality and control of the crumpling and unfolding of large-area graphene. Nat Mater 12:321–325. https://doi.org/10.1038/nmat3542 CrossRef

17.

Xu W, Qin Z, Chen C-T et al (2017) Ultrathin thermoresponsive self-folding 3D graphene. Sci Adv 3:e1701084. https://doi.org/10.1126/sciadv.1701084 CrossRef

18.

Miskin MZ, Dorsey KJ, Bircan B et al (2018) Graphene-based bimorphs for micron-sized, autonomous origami machines. Proc Natl Acad Sci:201712889. https://doi.org/10.1073/pnas.1712889115

19.

Parviz D, Metzler SD, Das S et al (2015) Tailored crumpling and unfolding of spray-dried pristine graphene and graphene oxide sheets. Small 11:2661–2668. https://doi.org/10.1002/smll.201403466 CrossRef

20.

Novoselov KS, Geim AK, Morozov SV et al (2004) Electric field effect in atomically thin carbon films. Science 306:666–669. https://doi.org/10.1126/science.1102896 CrossRef

21.

Qu W, Chen X, Ke C (2017) Temperature-dependent frictional properties of ultra-thin boron nitride nanosheets. Appl Phys Lett 110:143110. https://doi.org/10.1063/1.4979835 CrossRef

22.

Stuart SJ, Tutein AB, Harrison JA (2000) A reactive potential for hydrocarbons with intermolecular interactions. J Chem Phys 112:6472–6486. https://doi.org/10.1063/1.481208 CrossRef

23.

Koren E, Duerig U (2016) Moir\’e scaling of the sliding force in twisted bilayer graphene. Phys Rev B 94:045401. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.94.045401 CrossRef

24.

Koren E, Lörtscher E, Rawlings C et al (2015) Adhesion and friction in mesoscopic graphite contacts. Science 348:679–683. https://doi.org/10.1126/science.aaa4157 CrossRef

25.

Zheng Q, Liu Z (2014) Experimental advances in superlubricity. Friction 2:182–192. https://doi.org/10.1007/s40544-014-0056-0 CrossRef

Titel: Nanomechanical Unfolding of Self-Folded Graphene on Flat Substrate
verfasst von: C.L. Yi
L.Y. Zhang
X.M. Chen
X.Q. Wang
C.H. Ke
Publikationsdatum: 22.01.2019
Verlag: Springer US
Erschienen in: Experimental Mechanics / Ausgabe 3/2019
Print ISSN: 0014-4851
Elektronische ISSN: 1741-2765
DOI: https://doi.org/10.1007/s11340-018-00466-z

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