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Accès ouvert déclaré 2025 article

Dendritic borophene-guided reinforcement strategy for high-performance copper structural composites

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Le résumé fourni par la source

The integration of two-dimensional (2D) materials into metal matrices represents a compelling strategy for creating next-generation structural materials with synergistic mechanical and functional properties. Among these, borophene offers exceptional theoretical stiffness (398 N/m), tunable electrical character, and structural polymorphism. However, the scalable synthesis of crystalline borophene and its practical integration into metal matrices remain formidable challenges. Here, we report a breakthrough bottom-up strategy for the controlled chemical vapor deposition (CVD) of large-scale, single-crystalline α′-4H-borophene directly on Cu (111) surface using B2H6 gas. By controlling growth kinetics, a dendritic borophene morphology is obtained to promote mechanical interlocking. This in-situ fabrication creates an integrated borophene/copper composite, exhibiting a remarkable simultaneous enhancement in both strength and stiffness. Compared with pristine copper, the borophene-reinforced composites show significant mechanical enhancements: a 71% increase in Young's modulus (113.5 to 194.3 GPa), 323% higher yield strength (69 to 292 MPa), and 43% greater ultimate tensile strength (228 to 325 MPa). These improvements exceed those of other reported 2D material-reinforced Cu composites, establishing borophene's potential for structural applications and offering a novel synthesis pathway for advanced metal-matrix composites reinforced with 2D materials.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Dendritic borophene-guided reinforcement strategy for high-performance copper structural composites
Date Crossref
01/12/2025
Éditeur
Tsinghua University Press
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

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