双晶石墨烯通过晶界调控应力分布与电子传输,增强材料折叠时的稳定性和导电性能。
双晶石墨烯的晶界区域在折叠过程中通过局域形变分散外部应力,减少单点断裂风险。实验表明,其晶界附近的能量耗散能力比单晶石墨烯高约20%。
特性 | 单晶石墨烯 | 双晶石墨烯 |
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断裂韧性 | 低 | 高 |
折叠形变均匀性 | 易局部破裂 | 均匀分散 |
折叠可能破坏石墨烯的导电网络,但双晶结构的晶界可作为电子跃迁桥梁,维持载流子迁移率。例如,在180°折叠时,双晶石墨烯的导电性损失仅为单晶的1/3。
双晶界面的滑移特性允许石墨烯层在折叠时发生可控堆叠,形成特定角度(如魔角),从而定制光学或电学性能。这种特性在柔性电子器件的多层设计中尤为重要。
双晶结构在折叠后形成的层间界面因晶格匹配差异,产生更强的范德华相互作用,提升复合材料的结构整合性,适用于可折叠电极或传感器。