双晶石墨烯结构在折叠过程中发挥了什么关键作用？

问题描述

精选答案

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。

1.应力分布的优化

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
断裂韧性	低	高
折叠形变均匀性	易局部破裂	均匀分散

2.电子传输通道的维持

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。

3.动态折叠行为的调控

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。

4.界面结合的增强

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。