14/04/10
Разрушение испарением
Среда, 14 апреля 2010
Головоломка над тем, как графен разрушается
Графен может быть сильный материал в мире. Но не ставят ее под достаточно деформации и просто испаряется в воздухе, говорится в новом исследовании разрывов способ графена.
Важное свойство любой материал является идеальным силы: сила на единицу площади, что материал может выдерживать в отсутствие каких-либо нестабильности в ее структуре. Это может звучать как-то просто измерять, но это впечатление обманчиво. Почти все материалы пронизана неустойчивости таких, как границы зерен и дислокации и именно их испустить дух, задолго до самого материала не получается.
Это не составило большого труда. Физики вполне может характеризовать силу обычных материалов - дислокации, границы зерен, бородавки 'п' все - и понимание того, как эти материалы отрицательное хорошо.
Однако остаются интересные головоломки. Как материалов неудачу в отсутствие этих неустойчивостей? Каков механизм участие? Это было трудно, чтобы справиться с, хотя бы потому, что сложно сделать материалы, которые достаточно чист, чтобы определить их идеал силы.
Все, что изменилось в последние годы, взрыв интереса к графена, курица проволоки формы углерода, что, естественно форм в больших плоских листов. Эти листы более или менее совершенным, и пару лет назад, группа в Колумбийском университете в Нью-Йорке измеряется идеальной прочности графена.
Они помещали лист вещи на крошечные круглое отверстие просверленное в плите диоксида кремния. Затем нажал кончиком атомно-силовой микроскоп с листа, пока не сломал, а как пронзительно печатью банка растворимого кофе. Это делает его сильным материала в мире на сегодняшний день.
Прочность графена оказывается огромным: он имеет нарушение штамм 0,25. Чтобы поместить это в контексте, если лист clingfilm было сил графена он может выдержать вес автомобиля среднего размера.
Но что происходит, когда графена перерывы? В настоящее время Крис Marianetti и Ханна Йевика, которые также в Колумбии, решить эту тайну с помощью компьютера модель способ связи атомов углерода вместе.
В эксперименте банку кофе, графена опытом штамм, который одинаков во всех направлениях. Marianetti Йевика и говорят, что их модель предсказывает, что в этих условиях, графена разрывов переживает этап изменений: она превращается в бензольных колец.
Это увлекательное результат. Положите графена при достаточно напряжения и, по сути, она испаряется в воздухе.
Но есть одна проблема. Их модель предсказывает, остаточная деформация всего 0,15 и это значительно меньше, чем на самом деле измеряется.
Чем объясняется разница? Marianetti Йевика и говорят, что будет целый ряд факторов. Например, они говорят, что кончик атомно-силового микроскопа, возможно, реагирует с графена, влияющие на измерения. Они также говорят, что их расчеты предполагают, что графена при нулевой температуре, но на самом деле измерения проводились при комнатной температуре.
Ни одна из этих точек расширены за счет Marianetti и Йевика и это беспокойство. Разница между разрывной деформации их модель предсказывает и текущее измеренное значение столь велико, и что в отсутствие убедительного объяснения разницы, еще одна возможность необходимо учитывать: что их модель не удалось захватить ряд важных дополнительных механизма, который они забывают. Иными словами, это может быть просто откровенно неверны.
Это было бы позором: механическая неисправность путем испарения просто слишком крут, чтобы быть неправильным!
Ref: arxiv.org/abs/1004.1849 : Сбой Механизмы графена при растяжении
Комментарии
- графена
- этот механизм должен включать разрыв углерод-водородных связей, так почему бы не просто deuterate графена и посмотрим, как это влияет на провал.
- дейтерия связи углерод значительно сильнее, чем углекислый водород.
- Я подозреваю, что наиболее значительные изменения в нанотрубке силы в целом дейтерирования , и это дешево.
- Дейтерирование дает Вам возможность контролировать introdction функциональности в нанотрубке структуры, не знаю, почему это не было исследовано.
- Оценить этот комментарий:
- ( ответ )
- Средний рейтинг:
- Что шапки валентности?
- Химии графена края - исчезающе малая часть его атомов углерода - это никогда не заявлял. Выталкивание лист графена изолированных бензольных колец требует укупорочных один валентных углерода. Это 100%. Мир benzyne является чрезвычайно реактивной. Hexaradical не будет быть счастливыми автофургоне.
- хвост кометы Лебединое голубой линии излучения c_2 бирадикала (не. C # C). Это, очевидно, сохраняется. поразительные gaphite электрода дуги в вакууме предоставляет 2500 C C_1 к C_4 polyradicals (Скелл, Accts. Chem. Рез 6. (3) 97 (1973)). Добавить 200 торр из Он, как столкновительной энергии истекать получить полиацетилена diradicals что pericyclic рядом с фуллеренами.
- Графен механической поломки в вакууме может дать небольшой polyradicals количество углерода. гелиевой ванны они должны oligmerize то рядом с фуллеренами. Сделайте это в впускной масс-спектрометр и наблюдать реальный ответ мире. Элементы управления вакууме и атмосфере молекулярного водорода. водорода радикальных ванны дают diamondoid алифатических конденсированных полициклов. Получение "бензольных колец" заканчивается список химик буду писать.
- самых распространенных ароматических вод в НПЗ крайней hydrocrackers является dicoronylene. Ничто показов такое.
- Оценить этот комментарий:
- ( ответ )
Failure mechanisms of graphene under tension
Chris A. Marianetti, Hannah G. Yevick
(Submitted on 11 Apr 2010)
Recent experiments established pure graphene as the strongest material known to mankind, further invigorating the question of how graphene fails. Using density functional theory, we reveal the mechanisms of mechanical failure of pure graphene under a generic state of tension. One failure mechanism is a novel soft-mode phonon instability of the $K_1$-mode, whereby the graphene sheet undergoes a phase transition and is driven towards isolated benzene rings resulting in a reduction of strength. The other is the usual elastic instability corresponding to a maximum in the stress-strain curve. Our results indicate that finite wave vector soft modes can be the key factor in limiting the strength of monolayer materials.
Subjects:
Cite as:
Materials Science (cond-mat.mtrl-sci); Mesoscale and Nanoscale Physics (cond-mat.mes-hall)
arXiv:1004.1849v1 [cond-mat.mtrl-sci]
Submission history
From: Chris Marianetti [view email]
[v1] Sun, 11 Apr 2010 22:18:14 GMT (527kb)
Download:
Последние опыты позволили установить, чистый графен, как сильный материал, известные человечеству, дальнейшее оживление вопрос о том, как графен разрушается. Использование теории функционала плотности, мы выявить механизмы механического разрушения чистого графена в рамках общего состояния напряженности. Одна ошибка механизм романа мягкой фононной моды неустойчивости $ K_1 $-режим, при котором графен листа происходит фазовый переход и приводится к изолированной бензольных колец в результате снижения прочности. Другой обычной упругой неустойчивости соответствует максимум деформации кривой напряжения. Наши результаты показывают, что конечное волнового вектора мягких мод может быть ключевым фактором в ограничении силы однослойных материалов.