新研究显示双层石墨烯具有出乎意料的柔软性

  • A+

在发表在《Physical Review B》杂志上的这项研究中,研究人员表明,由两层石墨烯组成的双层石墨烯比二维(2-D)石墨烯和三维(3-D)石墨都柔软得多。沿堆叠方向。

这一令人惊讶的结果与以前的研究不同,后者表明2-D石墨烯是排列在蜂窝结构中的扁平碳原子单层,具有许多与3-D石墨相同的机械性能,而石墨是天然形成的碳。由非常薄的石墨烯层堆叠而成。

测量刚度

石墨烯是2-D材料,但具有3-D特性,例如垂直于石墨烯片平面的“面外”方向的刚度。

多层石墨烯中π电子的行为决定了其平面外刚度。在这项研究中,研究人员发现,当双层石墨烯被压缩到平面外时,一些π电子被“挤压”通过石墨烯平面,而这些小分子无法渗透到诸如水之类的小分子中。这种响应使材料更柔软,更容易压缩。

伦敦女王玛丽大学的这项研究的主要作者孙义伟博士说:“我们先前的研究表明,二维石墨烯和三维石墨具有许多相同的机械性能,因此我们很惊讶地看到双层石墨烯比这两种材料都柔软得多,我们认为双层石墨烯的柔软性是通过π电子轨道穿过石墨烯层的“挤压”产生的,例如,如果将汉堡上的面包换成百吉饼,甚至更容易压缩,因为内容物可以从百吉饼孔中挤出。”

发挥潜力

石墨烯通常被誉为“奇妙的材料”,具有众所周知的最高导热性和导电性,并且比钢更坚固,而且轻巧,柔软且透明。

它是在2004年通过使用胶带从大块石墨(用于铅笔芯和润滑剂)中剥离石墨烯薄片而发现的。

将石墨烯薄片一层一层地堆叠起来,提供了更多的可能性,因为该材料的非凡性能取决于其堆叠层之间的相互作用。通过将其他二维材料(例如氮化硼和二硫化钼)堆叠到石墨烯上,还可以针对各种应用微调其独特的特性。

这项研究深入了解了石墨烯双层之间的复杂相互作用,并使它的性能得以量化,这对于探索该材料在诸如垂直晶体管和压力传感器等设备中的未来应用至关重要。


weinxin
我的微信
关注我了解更多内容

发表评论

目前评论: