編者按：在非約束或弱約束條件下石墨烯在熱力擾動(dòng)下將不可避免發(fā)生屈曲，這一過(guò)程由兩個(gè)關(guān)鍵的物理量控制——正常彎曲剛度和高斯彎曲剛度。中科院力學(xué)研究所非線性力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室魏宇杰等發(fā)現(xiàn)單層石墨烯的彎曲剛度和生物細(xì)胞膜的彎曲剛度接近，從力學(xué)上表明這一材料和生物細(xì)胞之間可能輕易產(chǎn)生相互匹配作用。
近期，《納米通訊》(NanoLetters)期刊上發(fā)表了中科院力學(xué)研究所非線性力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室魏宇杰研究員等關(guān)于單層石墨烯的彎曲剛度和高斯彎曲特性的論文。
在非約束或弱約束條件下石墨烯在熱力擾動(dòng)下將不可避免發(fā)生屈曲，這一過(guò)程由兩個(gè)關(guān)鍵的物理量控制——正常彎曲剛度和高斯彎曲剛度。依據(jù)富勒烯和單壁納米碳管的幾何特性，需要兩個(gè)主曲率半徑來(lái)決定富勒烯的幾何結(jié)構(gòu)，但碳管僅需一個(gè)曲率半徑。
這一特征使得研究者能結(jié)合第一原理計(jì)算與Helfrich哈密頓量來(lái)準(zhǔn)確確定單層石墨烯的彎曲剛度和高斯彎曲系數(shù)。結(jié)果表明，單層石墨烯的正常彎曲剛度為1.44電子伏(2.31×10-19牛米)，而其高斯彎曲剛度為-1.52電子伏(2.43×10-19牛米)。魏宇杰等發(fā)現(xiàn)單層石墨烯的彎曲剛度和生物細(xì)胞膜的彎曲剛度接近，從力學(xué)上表明這一材料和生物細(xì)胞之間可能輕易產(chǎn)生相互匹配作用。
近期，《納米通訊》(NanoLetters)期刊上發(fā)表了中科院力學(xué)研究所非線性力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室魏宇杰研究員等關(guān)于單層石墨烯的彎曲剛度和高斯彎曲特性的論文。
在非約束或弱約束條件下石墨烯在熱力擾動(dòng)下將不可避免發(fā)生屈曲，這一過(guò)程由兩個(gè)關(guān)鍵的物理量控制——正常彎曲剛度和高斯彎曲剛度。依據(jù)富勒烯和單壁納米碳管的幾何特性，需要兩個(gè)主曲率半徑來(lái)決定富勒烯的幾何結(jié)構(gòu)，但碳管僅需一個(gè)曲率半徑。
這一特征使得研究者能結(jié)合第一原理計(jì)算與Helfrich哈密頓量來(lái)準(zhǔn)確確定單層石墨烯的彎曲剛度和高斯彎曲系數(shù)。結(jié)果表明，單層石墨烯的正常彎曲剛度為1.44電子伏(2.31×10-19牛米)，而其高斯彎曲剛度為-1.52電子伏(2.43×10-19牛米)。魏宇杰等發(fā)現(xiàn)單層石墨烯的彎曲剛度和生物細(xì)胞膜的彎曲剛度接近，從力學(xué)上表明這一材料和生物細(xì)胞之間可能輕易產(chǎn)生相互匹配作用。
