L-半胱氨酸修饰BiOCl与I掺杂Bi2O2CO3构建Z型异质结增强抗生素光催化降解机制研究

【编辑推荐】本研究通过分子动力学模拟揭示了缺陷辅助的层间sp3键合对多层石墨烯力学性能的强化机制：在72 GPa（原始石墨烯）及30-35 GPa（含空位缺陷）阈值压力下，冲击诱导的永久sp3键使缺陷样品极限强度提升20%、应变能力提高60%，并通过声子输运调控实现热导率非线性变化，为二维材料（2D materials）的缺陷敏感型强化及无损检测提供了新范式。

　　

Highlight

本研究揭示了动态冲击下缺陷多层石墨烯力学性能的非常规增强机制：与块体材料典型的渐进损伤不同，重复载荷作用下形成的层间sp³键使断裂应力和应变分别显著提升超过20%和60%。这些共价层间连接抑制了面内裂纹扩展，强化了缺陷石墨烯的结构完整性。

Formation of sp³ bonds between graphene layers under impact

如图2(a)所示，球形弹体(SP)撞击圆形石墨烯膜中心。记录冲击力F（作用于SP的力）和压痕深度D。图2(b)和图2(c)分别展示了压头的力F-位移D曲线和动能E_k-位移D曲线。在较低冲击速度(V_i < 800 m/s)时，SP未穿透石墨烯膜。冲击过程中，力随压痕深度增加而上升，直至达到峰值后弹体回弹。

Conclusion

本研究发现动态冲击下缺陷多层石墨烯的力学性能呈现反常增强。不同于块体材料中常见的渐进损伤，重复载荷诱导的层间sp3键形成显著提升了断裂应力和应变——增幅分别超过20%和60%。这些共价层间连接通过抑制面内裂纹传播，有效强化了缺陷石墨烯的结构稳定性。