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Accès ouvert déclaré 2026 article

Multiscale finite element modeling of graphyne-family reinforced polymer nanocomposites: A topology-controlled comparison

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Le résumé fourni par la source

This study presents a unified multiscale finite-element framework for the comparative evaluation of γ-graphyne-family-reinforced polymer nanocomposites. Four planar carbon nanofiller topologies—graphyne, graphdiyne, graphyne-3, and graphyne-4—are represented through an atomistically informed structural-mechanics formulation and embedded within a common three-dimensional representative volume element comprising a continuum polymer matrix and a discrete graded interfacial coupling region. Under identical modeling assumptions, the effective elastic response of the four nanocomposite systems is compared systematically. The results reveal a clear topology-dependent hierarchy in the predicted in-plane stiffness: graphyne provides the highest longitudinal, transverse, and shear reinforcement responses, followed by graphdiyne, graphyne-3, and graphyne-4. This monotonic reduction is consistent with the progressive elongation of the acetylenic linkages and the corresponding decrease in planar lattice compactness. The predicted in-plane elastic properties also increase approximately linearly with reinforcement volume fraction over the investigated range, while thickness-related and direction-labelled out-of-plane shear responses exhibit more component-specific trends. Overall, the results identify γ-graphyne-family topology as a primary structural variable governing the predicted in-plane elastic reinforcement efficiency within the adopted common modelling framework. By applying a single FE/RVE framework to all four reinforcement architectures, the study provides a controlled computational basis for topology-sensitive graphyne-family nanocomposite design

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
Multiscale finite element modeling of graphyne-family reinforced polymer nanocomposites: A topology-controlled comparison
Date Crossref
01/09/2026
Éditeur
Elsevier BV
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.

Où se fait cette recherche

  • National and Kapodistrian University of Athens Laboratory for Advanced Materials pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • University of Peloponnese pays non établi dans la notice
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  • National Technical University of Athens pays non établi dans la notice
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  • School of Engineering Department of Mechanical Engineering pays non établi dans la notice
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  • School of Mechanical Engineering pays non établi dans la notice
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Laboratory for Advanced Materials — National and Kapodistrian University of Athens, University of Peloponnese et National Technical University of Athens, avec 2 autres affiliations.

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