一种新方法将石墨烯纳米层连接起来，形成更坚韧的弹性薄膜

蜂窝阵列中的碳原子层是一种真正的超级材料：它们异常高的导电性和良好的机械性能可能会进一步发展可弯曲的电子产品、新型电池以及用于航空和太空飞行的创新复合材料。然而，开发具有弹性和韧性的薄膜仍然是一个挑战

在《Angewandte Chemie》杂志上，一个研究团队现在介绍了一种克服这一障碍的方法：他们通过“可扩展”的桥接结构连接石墨烯纳米层

当微观石墨烯纳米层组装成箔时，它们的特殊能力往往会下降，因为它们只能通过相对较弱的相互作用结合在一起&mdash；主要是氢键

试图通过引入更强的相互作用来改善石墨烯箔的机械性能的方法只取得了部分成功，在材料的拉伸性和韧性方面留下了特别的改进空间

上海交通大学（中国）徐旭燕领导的一个团队采用了一种新方法：他们用机械联锁的分子交联石墨烯纳米层，这些分子的构建块不是化学连接的，而是不可分割的空间纠缠。研究人员选择使用轮烷作为连接物

轮烷是一种“轮子”（一种大的环状分子），它“螺纹”连接到“轴”（分子链）上。庞大的组盖在车轴上，以防止车轮脱落。该团队用一个带电基团（铵）建造了车轴，该基团将车轮固定在特定位置

通过连接体将分子“锚”（OH基团）连接到车轴和车轮上。石墨烯被氧化制成氧化石墨烯，在石墨烯层的两侧形成各种含氧基团。其中包括羧基，羧基可以与OH基团结合（酯化）。这种反应使车轮和车轴能够将层交联，之后氧化石墨烯被还原回石墨烯

当这些薄膜被拉伸或弯曲时，必须克服车轮和车轴上铵基之间的吸引力，从而提高拉伸强度。增加的应力最终导致车轴被拉动穿过车轮，直到它“碰到”端盖。这种运动延长了轮烷桥，使各层相互滑动，从而显著提高了薄膜的拉伸性

由这种石墨烯-轮烷箔制成的柔性电极可以拉伸高达20%或反复弯曲而不会损坏。它们还保持了高导电性。只有超过23%的拉伸会导致骨折

新箔比不含轮烷的箔强得多（247.3 vs.74.8 MPa），弹性更大（23.6 vs.10.2%），更硬（23.9 vs.4.0 MJ/m3）。该团队还建造了一个简单的“抓取工具”，带有机械接头，这些接头配备了新的箔片并由其驱动