Nowe badania przeprowadzone na University of Illinois łączą eksperymenty w skali atomowej z modelowaniem komputerowym, aby odpowiedzieć na dawne pytanie.
Mowa dokładnie o tym, jak wiele potrzeba energii do zgięcia wielowarstwowego grafenu. Naukowcy twierdzą, że ten materiał, którego można pojmować, jako pojedynczą warstwę atomów węgla ułożoną w siatkę jest najsilniejszym materiałem na świecie i tak cienkim, że nawet elastycznym. Nie bez powodu jest więc uważany za jeden z kluczowych składników przyszłych technologii.
Większość obecnych badań nad grafenem dotyczy rozwoju urządzeń elektronicznych w skali nano. Jednak naukowcy twierdzą, że wiele technologii – od rozciągliwej elektroniki po roboty tak małe, że nie można ich zobaczyć gołym okiem – wymaga zrozumienia mechaniki grafenu, a zwłaszcza jego zginania i zginania, aby uwolnić ich potencjał.
Aby wykonać „giętki grafen”, inżynierowie stworzyli poszczególne warstwy atomowe heksagonalnego azotku boru, innego materiału 2D w skali atomowej, a następnie wytłoczyli na niego grafen. Za pomocą skupionej wiązki jonów wycięto następnie kawałek materiału i zobrazowano jego strukturę atomową za pomocą mikroskopu elektronowego, aby zobaczyć, gdzie znajduje się każda pojedyncza warstwa grafenu.
Zespół opracował następnie zestaw równań i symulacji do obliczania sztywności zginania za pomocą kształtu zgięcia grafenowego. Na ich podstawie wyszło, że nakładając wiele warstw grafenu na wysokość od jednego do pięciu atomów, można stworzyć kontrolowany i precyzyjny sposób pomiaru, w jaki sposób materiał wygina się w różnych konfiguracjach. Wykazano przy tym, że grafen staje się bardziej miękki w zależności od tego, jak bardzo się go wygina.
Naukowcy twierdzą, że nowe wyniki mają wpływ na tworzenie maszyn, które są wystarczająco małe i elastyczne, aby oddziaływać z komórkami lub materiałem biologicznym.
