在当代制造业中，结构材料的加工在创造适用于各种工业应用的坚固、量身定制和精确的组件方面发挥着关键作用。尽管如此，由于内应力和缺陷，当前的材料成形技术仍面临挑战，从而导致机械性能和加工精度大幅下降。近日，来自清华大学的Liangti Qu、中国科学院力学研究所的Feng Liu和北京理工大学的Yang Zhao等人开发了一种针对具有曲率梯度的石墨烯超结构的加工策略，从而能够制造出具有精心设计的功能形状的坚固结构材料。

文章要点：

1) 该研究合成的这些结构由位于同轴曲率中心的石墨烯纳米片弧形组件组成，在基于脱水的蒸发铸造过程中，组件通过毛细效应被拧紧，导致局部弯曲，并且通过精确调整轴心距离和倾斜角度，该研究实现了对所获得结构形状的精确控制；

2) 此外，该研究发现，利用内应力来加强设计的榫卯结构，可以获得高达约200 MPa的高连接强度，这种创新方法解决了当前材料成形技术面临的挑战，并为制造坚固和精确成形的部件开辟了更多可能性。

参考资料：

Lu, B., Yu, L., Hu, Y. et al. Evaporate-casting of curvature gradient graphene superstructures for ultra-high strength structural materials. Nat Commun 15, 5917 (2024).

10.1038/s41467-024-50191-6

https://doi.org/10.1038/s41467-024-50191-6