一張圖像描繪了在電子顯微鏡下測試后的鋼筋石墨烯的樣品，由萊斯大學的材料科學家進行了測試。它展示了裂紋是如何以曲折的方式擴展的，而不是像普通石墨烯那樣是直的。鋼筋石墨烯通過兩側的分子作用力連接到一個平臺上，從而緩慢地將材料分開。
萊斯大學的研究人員發現，抗斷裂的“鋼筋石墨烯”是原始石墨烯的兩倍多。石墨烯是一層一原子厚的碳。在二維尺度上，石墨烯的強度比鋼強，但由于石墨烯太薄，它仍然容易被撕破和撕裂。
鋼筋石墨烯是一種納米級的鋼筋(鋼筋)在混凝土中的模擬物，其中嵌入的鋼筋提高了材料的強度和耐久性。2014年，由萊斯化學家詹姆斯·圖爾實驗室開發的鋼筋石墨烯，使用碳納米管作為增強材料。
在“美國化學學會雜志”(ACS Nano)上的一項新研究中，賴斯材料科學家、研究生兼主要作者埃米莉·哈科皮安和包括圖爾在內的合作者進行了壓力測試，發現納米管鋼筋轉移并橋接了裂縫，否則這些裂縫就會在未增強的石墨烯中擴展。
實驗表明，納米管有助于石墨烯保持彈性，同時也減少了裂紋的影響。這不僅適用于柔性電子產品，也適用于電活性可穿戴設備或其他希望具有耐壓性、靈活性、透明性和機械穩定性的設備。實驗室的力學測試和布朗大學合作者的分子動力學模擬都揭示了這種材料的韌性。
石墨烯優異的導電性使其成為器件的有力候選材料，但它的易碎性是一個缺點。兩年前，石墨烯的強度只有其最弱的一環。這些測試表明，原始石墨烯的強度“大大低于”其報告的內在強度。在后來的一項研究中，實驗室發現二硒化鉬(研究者感興趣的另一種二維材料)也是易碎的。
對鋼筋石墨烯進行類似的測試，這種石墨烯是將單壁納米管旋涂在銅基板上，然后通過化學氣相沉積在上面生長石墨烯。
為了對鋼筋石墨烯進行應力測試，研究人員不得不將其拉成碎片，并測量所施加的力。經過反復試驗，實驗室發明了一種方法，可以切割材料的微小部分，并將其安裝在實驗臺上，以便與掃描電子和透射電子顯微鏡一起使用。
研究人員不能使用膠水，所以他們必須了解材料和測試設備之間的分子間作用力。
鋼筋并不能阻止石墨烯的最終失效，但是納米管通過迫使裂紋在擴散過程中的彎曲和凹凸不平而減緩了這一過程。當作用力太弱而無法完全破壞石墨烯時，納米管有效地橋接了裂紋，并在某些情況下保持了材料的導電性。
在早期的測試中，研究結果顯示石墨烯具有4兆帕斯卡的天然斷裂韌性。相比之下，螺紋石墨烯的平均韌性為10.7兆帕斯卡。
研究的合著者高華健和他在布朗大學的團隊模擬證實了物理實驗的結果。高的團隊在模擬中發現了同樣的效果，在石墨烯中有順序排列的鋼筋，與在物理樣品中測量的結果相同，鋼筋指向四面八方。
這些模擬是很重要的，因為它們能讓我們在顯微鏡技術無法獲得的時間尺度上看到這個過程，這只會給我們提供快照。
鋼筋石墨烯的結果是許多新材料表征的第一步。研究人員希望這開辟了一個人們可以追求的方向，為應用程序設計2D材料功能。
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