石墨烯/聚甲基丙烯酸甲酯纳米复合材料的拉伸性能：粗粒化分子动力学模拟

高强度是复合材料设计追求的重要目标，自然界中的珍珠层具有优异的力学性能，受其复杂的层次结构的启发，设计了一种石墨烯交错排布增强聚甲基丙烯酸甲酯的纳米复合材料。利用粗粒化分子动力学模拟，系统地研究了拉伸载荷作用下石墨烯的二维几何形状、层数、空间排布对纳米复合材料整体力学性能的影响。结果表明，不同几何形状的石墨烯对复合材料的增强效果有很大的差异，其中，矩形与锯齿形接近，都强于梯形石墨烯；存在最佳的石墨烯层数使得复合材料的整体拉伸力学性能最强；减少石墨烯层间距离或增加重叠距离，都可提升其力学性能。总之，现有的研究结果揭示了各个因素的影响规律及微观机理，为设计具有目标性能的纳米复合材料提供了理论指导。