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研究表明雙層石墨烯更加柔軟

分類:
行業資訊
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來源:
發布時間:
2020/05/19 15:34
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    倫敦女王瑪麗大學的研究發現,雙層石墨烯比多層石墨柔軟得多。在發表 在《 Physical Review B》("Unexpected softness of bilayer graphene and softeningofA-Astackedgraphenelayers" )上的研究中,研究人員表明,由兩層石墨烯組成的雙層石墨烯明顯比沿堆疊方向的二維石墨烯和三維石墨都要柔軟。這一研究結果與先前的研究不同,2D 石墨烯是在平面內蜂窩狀排列的單層 碳原子,具有和 3D 石墨結構非常相似的機械性能,3D 石墨是由多層石墨烯以非常弱的堆疊方式天然形成。 石墨烯是一種 2D 材料,但具有 3D 特性,如在垂直于石墨烯片層平面的“面外”方向上的剛度。多層石墨烯中的電子行為決定了它的平面外剛度。
   
    在這項研究中,研究人員發現,當雙層石墨烯被壓縮到平面外時,電子通過石墨烯平面被“擠壓”,這對于小分子(例如水)是不可滲透的。這種響應使材料更柔軟,更容易壓縮。 倫敦女王瑪麗大學的這項研究的主要作者 Yiwei Sun 博士說:“先前的研 究表明 2D 石墨烯和 3D 石墨具有許多相同的機械性能,但我們驚訝地發現雙層 石墨烯比 3D 石墨軟得多。
   
    我們認為雙層石墨烯的柔軟性是由于π電子軌道穿過石墨烯層的“擠壓”造成的。例如,如果將漢堡包上的面包換成百吉餅,則更容易壓縮,因為里面的東西可以從百吉餅孔中擠出來。”
 
    石墨烯通常被譽為“奇妙的材料”,具有高的已知導熱性和導電性,并且 比鋼更堅固,而且輕巧,柔軟且透明。它是在 2004 年通過使用膠帶從大塊石墨(用于鉛筆芯和潤滑劑)中剝離石墨烯薄片而發現的。將石墨烯薄片一層一層地堆疊起來,提供了更多的可能性,因為該材料的非凡性能取決于其堆疊層之間的 相互作用。通過將其他 2D 材料(例如氮化硼和二硫化鉬)堆疊到石墨烯上,還可以針對各種應用微調其獨特的特性。 這項研究深入了解了石墨烯雙層之間的復雜相互作用,并能夠量化其性能,這對于探索該材料在諸如垂直晶體管和壓力傳感器等器件中的未來應用至關重要。
 
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