
近日,我院青年教师廖杨超以共同第一作者身份在国际顶级学术期刊Nature在线发表题为“Clasping folds enable superior elastic strength of graphene films”的研究论文。该研究由浙江大学、清华大学和长沙理工大学合作完成,我校为论文第三顺位署名单位。
该研究针对石墨烯薄膜长期存在的强度与韧性难以兼顾的瓶颈,提出了一种全新的空间构型设计思路。研究团队通过低温氧化策略,制备出表面具有丰富折叠结构的多层氧化石墨烯片,并以此为基元组装出层间“折叠卡扣”石墨烯膜。与传统平直堆叠不同,折叠结构在层间形成柔软的“机械卡扣”,受力时可发生可逆弹性形变并有效阻止层间滑移。所得薄膜拉伸强度达2.9 GPa,韧性达84.5 MJ/m3,弹性应变达5%,实现了高强度、高韧性与高弹性的协同提升。
作为论文共同第一作者,廖杨超承担了分子动力学模拟与力学分析工作,从原子尺度揭示了折叠结构在拉伸过程中的“Pull-to-Push”力链转换,为团队提出“剪切互锁”力学模型提供了计算依据。该模型应力传递效率可达96%,显著优于传统“剪切滞后”模型。这一成果不仅拓展了二维层状材料的强度—韧性边界,也为航空航天轻量化结构、高性能复合材料及抗冲击防护装备等领域提供了新的材料设计思路。
廖杨超本科毕业于我院工程力学系,后于清华大学从事博士后研究,研究方向为微纳米力学、分子动力学模拟及碳材料力学性能调控。此次他以共同第一作者身份在Nature发表论文,既展现了其扎实的科研积累,也体现了我院青年教师参与国际前沿合作研究的能力。学院将继续支持青年教师开展高水平科学研究,推动力学与材料等交叉方向创新发展。
文章链接:https://doi.org/10.1038/s41586-026-11109-y
(文 图/陈辉 一审/张康 二审/蒋友宝 三审/曾铃)