Forståelse af origami i 2-D materialer

En ud af fem mobiltelefonbrugere i Storbritannien har revnet deres skærm ved at tabe telefonen i en periode på tre år, ifølge en YouGov -meningsmåling. Mobilskærmene går let i stykker, fordi de normalt er fremstillet af et oxidmateriale, som gør det muligt for berøringsskærmen at fungere, men går let i stykker. I modsætning, grafen og andre 2-D materialer kunne også fungere som effektive mobile touchskærme, men er meget bøjelige. Disse materialer lover derfor at revolutionere fleksibel elektronik med potentiale til at producere ubrydelige mobiltelefonskærme.

På grund af materialefleksibilitet finder 2-D-materialer allerede anvendelse i avancerede kompositmaterialer, der bruges til at optimere ydeevnen for sportsudstyr såsom ski eller tennisracketere og reducere køretøjernes vægt. Elektronikapplikationer kan også drage fordel af nye robuste 2-D-materialer som graphne. Evnen til at bøje og strække er afgørende for alle disse applikationer, og ny forskning har vist, hvad der sker, når atomtynde materialer foldes som origami.

Skriver ind Naturkommunikation , forskere ved University of Manchester har studeret foldning af 2-D-materialer på niveau med enkelte atomark. Lederforsker Dr. Aidan Rooney sagde:"Ved at analysere disse folder så detaljeret har vi opdaget en helt ny bøjningsadfærd, som tvinger os til at se igen på, hvordan materialer deformeres."

En af de særlige folder, de har observeret, kaldes en tvilling; for hvilket materialet er en perfekt spejlreflektion af sig selv på hver side af svinget. Professor i materialekarakterisering Sarah Haigh siger:"Mens han studerede materialevidenskab i Oxford, Jeg lærte om strukturen af ​​tvillingebøjning i grafit fra lærebogsillustrationer meget tidligt i mit forløb. Imidlertid, vores nylige resultater viser, at disse lærebøger skal rettes. Det er ikke ofte, at man som videnskabsmand kan vælte vigtige antagelser, der har eksisteret i over 60 år. "

Forskerne fandt ud af, at i modsætning til tidligere modeller, folder i lagdelte materialer som grafit og grafen delokaliseres over mange atomer - ikke skarpe som det altid er blevet antaget. Effektivt produceres et lille område med nanorørlignende krumning i midten af ​​bøjningen. Dette har en stor effekt på materialernes styrke og evne til at bøje og strække. Andre komplekse foldningstræk blev også observeret.

Professor i polymervidenskab og teknologi, Robert Young kommenterede:"Vi fandt ud af, at typen foldning kan forudsiges baseret på antallet af atomlag og bøjningsvinklen - det betyder, at vi mere præcist kan modellere disse materialers adfærd til forskellige applikationer for at optimere deres styrke eller modstand mod fiasko. "