Grafens mekaniske egenskaber har vist sig at have ligheder med grafit

Et team af forskere fra Storbritannien, Kina og Spanien har fundet ud af, at grafen udviser mekaniske egenskaber, der ligner grafits. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Fysiske anmeldelsesbreve , gruppen beskriver test af flager af grafen på en unik måde, og hvad de fandt.

Grafen er et ark af kulstofatomer, der kun er et enkelt atom tykt, nogle gange kaldet et todimensionelt materiale. I denne nye indsats, forskerne stillede spørgsmålstegn ved, om det virkelig er et todimensionelt materiale ved at teste det for at se, om det har 3-D mekaniske egenskaber.

Tidligere forskning har vist, at grafen opfører sig som et 2-D-materiale, når man ser på dets elektroniske egenskaber. Det opfører sig også som et 2D-materiale, når det tester dets termiske egenskaber. Men indtil nu, dens mekaniske egenskaber var ikke blevet testet. Årsagen er, at grafen falder fra hinanden næsten øjeblikkeligt, når det ikke understøttes af et substrat, frembyder vanskeligheder med at teste dets mekaniske egenskaber uden også at inkludere dem af substratet. For at komme uden om dette problem, forskerne testede en af ​​grafenens mekaniske egenskaber ved at suspendere grafenflager i en viskøs væske, derved forhindrer fononer i at ryste det fra hinanden. Væsken forhindrede også flagerne i at binde sig og danne grafit. Holdet udførte derefter en fælles 3D-test - ved at påføre højt tryk, I dette tilfælde, ved hjælp af en diamantamboltcelle. Ved at gøre det viste det (via Raman-spektroskopi), at energiskiftet, der var et resultat af dets fononer, var tættere på det, der blev udstillet af et 3-D-materiale (grafit) end et 2-D-materiale.

Forskerne bemærker, at selvom et materiale som grafen kun er et atom tykt, det er stadig ikke rigtig fladt. Det skyldes, at den har elektroniske orbitaler, der strækker sig over og under det plan, der udgør dens overflade. Sådanne orbitaler modstår kompression, en karakteristik af 3-D materialer. De bemærker, at deres arbejde tyder på, at grafen kunne bruges som grundlag for en belastningssensor - og det kan have konsekvenser for, hvordan Raman-spektroskopi bruges som et diagnostisk værktøj, når grafen bruges som komposit med andre materialer.

© 2019 Science X Network