研究人员一直在努力制造弹性和坚韧的石墨烯薄膜，但迄今为止，这已被证明是相当具有挑战性的。现在，上海交通大学的研究人员介绍了一种克服这一障碍的方法：他们通过“可延伸”的桥接结构连接石墨烯纳米层。

石墨烯纳米层的特殊性质在组装成箔时通常会消失，因为它们仅通过相对较弱的相互作用（主要是氢键）结合在一起。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，材料的拉伸性和韧性仍有改进空间。由中国上海交通大学徐州燕领导的研究小组选择了一种新方法：他们将石墨烯纳米层与机械互锁的分子交联，这些分子的构成要素不是化学连接，而是不可分离的空间纠缠。研究人员使用轮烷作为连接剂。

轮烷类似于“轮子”（一种大型环状分子），它“穿”在“轴”（分子链）上。大分子基团覆盖在轴上，以防止轮子脱开。该团队用带电基团（铵）制造了轴，将轮子固定在特定位置。

分子“锚”（OH 基团）通过连接剂附着在轮轴和车轮上。石墨烯被氧化成氧化石墨烯，在石墨烯层的两侧形成各种含氧基团。这些基团包括羧基，可以与 OH 基团结合（酯化）。该反应使车轮和轮轴交联各层，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，必须克服轮子和轴上的铵基之间的吸引力，这会增加拉伸强度。增加的应力最终导致轴被拉过轮子，直到它“撞击”端盖。这种运动延长了轮烷桥，使各层可以相互滑动，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至 20% 或反复弯曲而不会损坏。它们还保留了高电导率。只有拉伸超过 23% 才会导致断裂。

新箔比没有轮烷的箔强得多（247.3 MPa vs. 74.8 MPa），弹性更大（23.6% vs. 10.2%），韧性更强（23.9% vs. 4.0 MJ/m3）。该团队还制造了一种简单的“抓取工具”，其机械接头配备新箔并由新箔驱动。

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