石墨烯的「手風琴效應」:全新延展性發現為穿戴式電子產品開啟新篇章

编辑者: Vera Mo

想像一下一種既極其堅固又非常靈活的材料。奧地利維也納大學的物理學家發現了一種使石墨烯(一種已被譽為「奇蹟材料」的材料)更具延展性的方法。這項於2024年4月公布的突破性發現可能會徹底改變穿戴式電子產品和其他需要靈活性的應用。

由Jani Kotakoski領導的團隊通過在石墨烯中製造類似於手風琴的波紋來實現這一目標。通過移除一些原子,他們在材料中誘導出凸起和褶皺。這種「手風琴效應」使得石墨烯能夠以比拉伸平板更小的力被壓平,從而使其更具柔韌性。

至關重要的是,實驗是在超淨、無空氣的環境中進行的,以防止外來顆粒的干擾。該研究的第一作者Wael Joudi強調了這種原始環境的重要性。「這種獨特的系統……使我們能夠在沒有干擾的情況下檢查二維材料,」他指出,即使是微小的顆粒也會極大地改變石墨烯的特性。

模擬證實了波的形成和由此產生的延展性,驗證了實驗結果。該發現還解釋了先前關於石墨烯剛度的相互矛盾的結果。發現表面上的外來顆粒會抑制手風琴效應,使材料看起來更硬。

這種調節石墨烯剛度的新能力開啟了令人興奮的可能性。「結果開闢了一種調節石墨烯剛度的方法,從而為潛在的應用鋪平了道路,」Wael Joudi總結道。從柔性顯示器到生物相容性傳感器,手風琴效應有望釋放石墨烯的全部潛力。

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