(PhysOrg.com) -- Can graphene -- en nyupptäckt form av rent kol som en dag kan ersätta kisel i datorer, tv-apparater, mobiltelefoner och andra vanliga elektroniska enheter -- göras för att böjas, twist and roll?

Fysiker vid UC San Diego och Boston University tror det. I en artikel publicerad i tidskriften Fysisk granskning B , forskarna säger att benägenheten hos grafen – ett enda lager av kolatomer ordnade i ett bikakegitter – att fastna vid sig själv och bilda kol "nanoscrolls" skulle kunna kontrolleras elektrostatiskt för att bilda en myriad av nya enheter.

Till skillnad från kolnanorör – cylindriska molekyler av rent kol med nya egenskaper som har blivit fokus för mycket av uppmärksamheten för nya tillämpningar inom elektronik- och materialutveckling – behåller kolnanoscroll öppna kanter och har inga lock.

"Som ett resultat, nanoscrolls kan ändra sin form och sina inre och yttre diametrar, medan nanorör inte kan, sade Michael Fogler, en docent i fysik vid UCSD och den första författaren till uppsatsen.

Arbetar med Antonio Castro Neto, en fysikprofessor vid Boston University, och Francisco Guinea från Institutet för materialvetenskap i Madrid, forskarna föreslog konstruktionen av en enhet där grafenens elektroniska egenskaper används för att rulla och rulla ut nanoscrollen.

"Enheten vi föreställer oss är en grafen nanoscroll som kan laddas av ström från en närliggande elektrod, sa Fogler. "Ju mer laddat det blir, ju mer den ömsesidiga elektrostatiska avstötningen av elektroner inuti rullen får den att lindas upp. Så, spänningen på elektroden kan styra diametern och antalet spolar i scrollen."

"Vi visar i detta dokument att den elektrostatiska kontrollen av nanoscrolls är mycket genomförbar. De erforderliga spänningarna ligger inom det praktiska området. Eftersom grafen är så lätt, inslagning och upplindning skulle ske på en tidsskala av en biljondels sekund. Så, inte bara graden av rullning kan kontrolleras, dessa nano-elektromekaniska enheter kommer också att vara ultrasnabba.”

Fogler sa att sådana nanoscrolls kan ha ett brett utbud av tillämpningar, t.ex. ställdon vars funktion påminner om att ens ögon blinkar, ventiler i lab-on-a-chip-enheter och till och med en form av elektroniskt papper. Tidigare, andra forskare försökte bygga "rullningsmaskiner" med tunna plastfilmer, men de var antingen för stela eller för svaga för att fungera bra. I kontrast, nanorullar gjorda av grafen, som är mekaniskt starkare än något annat material känt för människan, skulle vara robust, ändå förbli ultralätt och ultraflexibel. De skulle också leda el mer än tusen gånger bättre än kisel.

Fogler sa att idéerna att använda elektriska egenskaper hos grafen för att ändra dess struktur, eller tvärtom, är fortfarande ganska nya, och därför kan de föreslagna enheterna ta lite tid att utveckla. På kort sikt, forskare hoppas att grafen, som är en optiskt transparent ledare av elektricitet, kan användas för att ersätta nuvarande flytande kristallskärmar som använder tunna metalloxidfilmer baserade på indium, en sällsynt metall som blir allt dyrare och sannolikt kommer att bli en bristvara inom ett decennium.