Wyobraź sobie materiał, który jest zarówno niesamowicie mocny, jak i niezwykle elastyczny. Fizycy z Uniwersytetu Wiedeńskiego w Austrii odkryli sposób na uczynienie grafenu, znanego już jako „cudowny materiał”, znacznie bardziej rozciągliwym. To przełomowe odkrycie, ujawnione w kwietniu 2024 roku, może zrewolucjonizować elektronikę noszoną i inne zastosowania wymagające elastyczności.
Zespół kierowany przez Jani Kotakoski osiągnął to, tworząc w grafenie pofałdowania, podobne do akordeonu. Usuwając kilka atomów, wywołali wybrzuszenia i karbowania w materiale. Ten „efekt akordeonu” pozwala na spłaszczenie grafenu przy użyciu znacznie mniejszej siły niż rozciąganie płaskiego arkusza, co czyni go znacznie bardziej elastycznym.
Co ważne, eksperymenty przeprowadzono w ultraczystym, bezpowietrznym środowisku, zapobiegając zakłóceniom ze strony obcych cząstek. Wael Joudi, pierwszy autor badania, podkreślił znaczenie tego nieskazitelnego środowiska. „Ten unikalny system… pozwala nam badać materiały 2D bez zakłóceń”, stwierdził, podkreślając, jak nawet drobne cząstki mogą drastycznie zmienić właściwości grafenu.
Symulacje potwierdziły powstawanie fal i wynikającą z tego rozciągliwość, potwierdzając wyniki eksperymentalne. Odkrycie wyjaśnia również wcześniejsze sprzeczne wyniki dotyczące sztywności grafenu. Stwierdzono, że obce cząstki na powierzchni tłumią efekt akordeonu, przez co materiał wydaje się sztywniejszy.
Ta nowo odkryta zdolność do regulowania sztywności grafenu otwiera ekscytujące możliwości. „Wyniki otwierają drogę do regulowania sztywności grafenu, a tym samym torują drogę potencjalnym zastosowaniom”, podsumował Wael Joudi. Od elastycznych wyświetlaczy po biokompatybilne czujniki, efekt akordeonu obiecuje uwolnić pełny potencjał grafenu.