万博体育bet 土木工程学院王曙光教授团队在国际权威学术顶级期刊《Construction and Building Materials》（中科院一区TOP期刊，IF=7.693）上发表题为“Improved Compressive and Flexural Performances of Functionally Graded Graphene Nanoplatelet Reinforced Cement Composites”的研究论文。2021级博士研究生杭子彦为该论文的第一作者，王曙光教授和冯闯教授合作指导，万博体育bet 为第一完成和通讯单位。

石墨烯纳米片（GNP）凭借较高的比表面积和独特的片层状结构，具有超高的强度和弹性模量，可以极大的改善水泥材料的孔隙多和延性较差等问题，提高复合材料的抗压和抗折强度。然而，在土木工程领域全结构大面积添加GNP势必会造成材料浪费和成本提高，此外碳排放和建筑垃圾等问题促使探究人员开始探索开发高性能低成本，低用量的水泥复合材料。基于这一问题，冯闯教授团队探索开发了功能梯度石墨烯纳米片增强水泥复合材料(FG-GNPRCC)结构，并对其进行试验测试和力学建模，通过将石墨烯填料分布状态功能梯度化，充分发挥各组份的优势，提高性能的同时节约用材。试验设计了X，A，O和H型四种不同梯度分布，并进行抗压和三点抗弯测试。力学建模采用有效介质理论(EMT)和Mori-Tanaka (MT)模型，建立了平行三相介质模型来预测GNPRCC的杨氏模量。模型综合考虑了石墨烯分散、团聚和基体孔隙对材料力学性能的影响。通过试验与模型相结合的方法，对FG-GNPRCCs的开裂荷载进行了预测。最后将试验结果与模型结果相对比，验证模型的正确性。三相介质模型有助于预测GNPRCCs的杨氏模量和FG-GNPRCCs的开裂荷载。在此理论框架的基础上分析了由GNPs团聚和孔隙的存在引起的力学性能的变化，并揭示GNP对水泥基增强效果的物理机理。

据悉，杭子彦同学在王曙光教授和冯闯教授的悉心指导下、学院领导的关怀下，博士一年多期间，以第一作者在中科院一区top期刊发表论文一篇，合作发SCI论文7篇，参加2023年第七届土木建筑与结构工程国际会议并获得最佳口头报告奖，并且积极参与学院各项活动。作为土木工程学院研究生第一党支部宣传委员，能认真完成学院党委布置的各项工作任务，在全院研究生中起到了良好的激励与示范作用。

文章在线网址：https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2023.131828