Полученный в 2004 году, графен быстро завоевал славу «чудо-материала XXI века», сочетающего высочайшую механическую прочность с приличной электропроводностью. Используя уникальный метод, австрийские физики впервые сделали графен еще и крайне эластичным. Для этого им пришлось согнуть его, как гармошку. Новый материал можно будет использовать для создания гибкой носимой электроники.
Появление графена привело к созданию совершенно нового класса материалов, так называемых двумерных твердых тел. Благодаря тому, что они состоят из одного слоя атомов, у них появляются различные экзотические свойства. К примеру, графен отличается высокой электропроводностью, но он также очень жесткий. Эта жесткость — результат определенного расположения атомов в материале. Кажется, что удаление некоторых атомов вместе с их связями должно приводить к снижению жесткости. Однако научные исследования сообщают как о незначительном снижении, так и о существенном увеличении жесткости.
Эти противоречия смогли прояснить ученые из Венского университета, разработавшие особое экспериментальное оборудование. «Впервые эксперимент такого рода был проведен с графеном, полностью изолированным от окружающего воздуха и содержащихся в нем посторонних частиц. Без такого разделения эти частицы быстро оседали бы на поверхности, влияя на процедуру эксперимента и измерения», — пояснил Ваиль Джуди, первый автор исследования.
Особое внимание к чистоте поверхности материала привело к открытию так называемого эффекта аккордеона в отношении жесткости графена: удаление двух соседних атомов приводит к появлению заметных выпуклостей на изначально плоском материале. А сразу несколько выпуклостей приводят к гофрированию материала, который начинает напоминать гармошку. Растягивать такой материал намного проще, поэтому он становится более эластичным, пишет Phys.
Исследование указывает на важность среды при работе с двумерными материалами и открывает способ регулирования жесткости графена.
Эксперименты также показали, что инородные частицы на поверхности материала не только подавляют этот эффект, но и приводят к противоположному результату. В частности, их влияние заставляет материал казаться более жестким, что также объясняет противоречивые результаты предшествующих исследований.
