旧瓶装新酒，从几百年来锻工和糕点师玩的老把戏那里，MIT化学工程Michael Strano教授团队找到了一种构造数百层复合材料的新方法，且该法行之有效。该层状复合物厚度仅原子级却能覆盖住整个材料。

图1 首先利用化学气相沉积法制备多层平行片状石墨烯（Ⅰ），使得每一石墨烯片层都有聚合物涂层；然后进行堆叠（Ⅱ），经折叠和剪切（Ⅲ）之后继续堆叠和冲压，使层数成倍增加。

目前，诸如石墨烯，碳纳米管等，其是我们所能得到的最坚固材料，该性能源于其原子间完全是通过C-C键紧密结合的，而C-C键固有的极高键能也恰恰是我们的切入点。因此，研究学者们不断地探寻新方法，以期借助该类纳米材料提升复合材料的强度，就像利用钢筋来增强混凝土。

首要问题就是如何让该类材料在另一基材中有序复合。这些细小的片状及管状物极易聚集，因此仅仅通过在液体树脂中搅拌混合完全不能解决问题。

在Michael Strano教授团队看来，他们所要做的就是找到一种堆叠非常规整的多层膜的制备方法，而无需对每一层进行单独堆叠。

有时候，有些事听起来简单，但实践却并非易事。其技术要点与锻工制备超强钢片、糕点师制备果仁蜜饼和拿破仑蛋糕里的千层饼类似。首先将一层钢，面团或是石墨烯材料平整铺展，之后材料层数加倍，经冲压后再次加倍，所得层数以指数形式增加，因此仅需加倍20次，就能得到一百多万层排列规整的层状材料。

目前，该方法还不能准确应用于纳米尺度。该团队在研究过程中并不是对材料折叠，而是将一整块（石墨烯和复合材料的交替层）分成四份，将其中一块滑至另一块上，接着将另外两块滑至其上，如此重复多次。但最终结果一样：层堆叠均匀，生产快速，且能掺杂于聚碳酸酯基材中形成复合材料。

在理论论证中，该团队制备了320层石墨烯掺杂聚碳酸酯复合材料。尽管总的石墨烯含量很少（低于0.1wt%），但是总强度却得到明显提高。

▲力学性能

Strano表示，实际上石墨烯的纵横比是无法衡量的。因为其薄度可以无限小，而尺寸却可以大到足以被肉眼所见和操作。虽然只有纳米级厚度，但其仍可跨越材料的二维方向。石墨烯和少数其它2D材料是目前我们所知道的唯一可以用来做这项工作的材料。

此外，他们也找到了一种利用石墨烯制备结构化纤维的方法，可能有利于制备植入电子功能的纱线和织物，以及另一类复合材料。在某种程度上，其剪切机理与奶酪切片器相似，石墨烯被剥落下来卷成涡旋型，即阿基米德螺线型。

这就解决了石墨烯和纳米管在做成长纤维时的一个重要问题：极度滑溜。因为它们非常光滑，各股间相互滑移而无法粘结成束。而这种新的涡旋型结构不仅可以克服以上困难，它们的弹性还非常优异，但与其它一些超强材料（如Kevlar等）不同。这就意味着它们可以被织成有弹性又不会遭到破坏的防护材料。

另外，Strano提到这种新型层状复合材料还具有一个出人意料的优势：在复合材料中，极易导电的石墨烯层仍能保持其连续性，不会与邻近层间发生短路。因此，我们举个例子来说，只需将电子探针插入该层状复合材料至一定精确深度，我们就有可能找到数百层中的任何一层。在光学设备，电子系统和高科技材料领域，该法为制备易于生产的新型复合物创造了无限可能，有望引领新型复合多层电子技术的发展。

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