Nature：石墨烯的热驱动自组装！

自发的撕裂和剥离引起的自组装！...



石墨烯及相关二维材料具有优异的机械性能，既可以像折纸艺术一样进行折叠，又可以像剪纸艺术一样进行裁剪。

宏观片层和二维材料之间的核心区别在于：二维材料的分子级超薄特性确保其大量面外运动的热活化。热活化可使不受约束的石墨烯片产生局部褶皱，有助于研究人员更好地从理论上理解石墨烯的热稳定性，并产生意想不到的长程弯曲硬度。

有鉴于此，James Annett和Graham L. W. Cross报道了热活化对于二维材料更为重要的影响：引发大规模自发的、自驱动的从基底撕裂和剥离的行为。



图1. 石墨烯的自组装

研究表明，可扩展的纳米压印型接触技术可以引起成核和引导石墨烯带的平行自组装，在环境压力下得到可控的形状。根据断裂力学模型，热力学作用力驱动石墨烯-石墨烯界面的形成，以取代石墨烯-界面的接触，从而实现多层石墨烯的自撕裂和自剥离。

这项工作展示了石墨烯通过简单的折叠配置，实现了利用表面的弱物理作用力撕裂强大的共价键作用力。这对于基于二维材料的器件的图案化和力学驱动起到了很好的借鉴！



图2. 石墨烯带的生长



图3. 石墨烯的自组装的动力学

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James Annett and Graham L. W. Cross. Self-assembly of graphene ribbons by spontaneous self-tearing and peeling from a substrate. Nature, 2016, 535, 271–275.

http://www.nature.com/nature/journal/v535/n7611/full/nature18304.html#figures

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