Es bien conocido que los materiales se fatigan cuando se someten a esfuerzos cíclicos inferiores a su resistencia máxima. Entender este comportamiento de la dinámica del material es crítico para evaluar su confiablidad a largo plazo.
En este trabajo, investigadores de Canadá y Estados Unidos demostraron que el grafeno posee una muy alta resistencia a la fatiga (100 GPa de resistencia máxima) y es capaz de soportar más de 109 ciclos antes de fracturarse. Aplicaron la microscopía de fuerza atómica y encontraron que las monocapas de grafeno pueden resistir hasta 71 GPa, en promedio, valor que resulta ser 5.6 GPa superior al reportado para cualquier otro material.
Estudiaron también el óxido de grafeno (GO) cuyo comportamiento es diferente. En el caso de grafeno, la falla por fatiga ocurre de manera catastrófica y global. Las simulaciones por dinámica molecular revelaron que el esfuerzo aplicado produce una reconfiguración de los enlaces alrededor de sitios con defectos. Por lo contrario, en el GO los grupos funcionales (terminaciones OH) generan un daño local y progresivo, más común en los procesos de fatiga convencionales.
Este trabajo ofrece una nueva metodología para futuros estudios de las propiedades mecánicas de otros materiales 2D.
El artículo contiene un video que ilustra el modelo propuesto:
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