В последние годы графеновые материалы привлекают внимание благодаря своим уникальным свойствам, и новое исследование подчеркивает их потенциал в сочетании с полидиметилсилоксаном (PDMS). Графеновый пористый материал (GF), созданный с помощью химического осаждения из паровой фазы, демонстрирует отличные механические и тепловые характеристики. Однако его хрупкость ограничивает применение в условиях механических нагрузок. В этом контексте PDMS, известный своей эластичностью и химической стабильностью, становится идеальным дополнением для усиления структуры GF.
Исследование сосредоточено на термодинамическом поведении композитов GF/PDMS при деформации. Используя стохастическое моделирование и нейроэволюционные потенциалы, ученые смогли точно предсказать микроскопические механизмы, управляющие изменениями тепловых свойств. Результаты показали, что композит с 5% содержанием PDMS достигает оптимальной механической прочности и демонстрирует 7,13-кратное изменение теплового сопротивления при деформации от 40% растяжения до 50% сжатия.
Интеграция PDMS не только усиливает структурную стабильность, но и позволяет динамически регулировать теплопроводность в GF. Это открывает новые возможности для применения в динамическом тепловом управлении и в самопитающихся сенсорных сетях. Исследование также подчеркивает важность понимания микромеханизмов взаимодействия между графеном и PDMS, что может привести к созданию адаптивных тепловых устройств, таких как регулируемые тепловые переключатели и сенсоры.
Таким образом, GF/PDMS композиты представляют собой многообещающую область для дальнейших исследований и разработок, способствуя созданию более эффективных и устойчивых материалов для различных высокотехнологичных приложений.