石墨烯复合材料具有优异的力学、热学以及电学性能，具有极大的工程应用价值。但是对于石墨烯复合材料的研究，目前还处于尝试性的实验研究阶段，其基本物理机制尚不清楚，用于预测、优化材料性能的模型还有待开发。石墨烯复合材料具有多级结构，其整体力学性质依赖于不同尺度结构特征和性质，如分子尺度石墨烯界面性能，纳米尺度石墨烯堆垛结构，介观尺度石墨烯团簇和分散等。本项目将通过密度泛函第一原理、分子动力学、连续介质模型以及相应的力学实验系统地研究石墨烯复合材料的力学性能。主要研究目标：（1）石墨烯界面力学性质，研究石墨烯界面共价键、离子键、氢键等不同交链机制的载荷传递能力和效率；（2）连续介质建模，通过连续介质模型，考虑石墨烯界面交链机制、石墨烯堆垛结构以及石墨烯团簇，预测石墨烯复合材料整体力学性能；（3）基于前面的研究结果优化石墨烯复合材料的力学性能，根据不同的用途得到不同的优化策略。
