(PhysOrg.com) - Graphene är en slags vetenskaplig rockstjärna, med otaliga grupper som studerar dess fantastiska elektriska egenskaper och draghållfasthet och drömmer om applikationer som sträcker sig från plattskärmar till hissar i rymden.

Enskikts-kolskivornas stjärnkvaliteter förstår man bara i all sin kapacitet, säger forskare vid Cornell - och forskare kan drömma stort (eller snarare, mycket liten) när det gäller allt grafen kan erbjuda.

Det är vad forskare i labbet av Harold Craighead, Charles W. Lake professor i teknik, säg i en American Vacuum Society online recension artikel, 9 september, om grafens nutid och framtid. Artikeln gjorde omslaget till den tryckta tidskriften och blev snabbt en av de mest nedladdade bitarna.

"Det blir klart att med moderna tillverkningstekniker, du kan tänka dig att förvandla grafen till en teknik, "sade Robert A. Barton, doktorand och huvudförfattare. "Folk fokuserar ofta på de elektroniska tillämpningarna av grafen, och de tänker inte så mycket på dess mekaniska tillämpningar. "

Det är just detta område där Cornell har producerat en del banbrytande arbete. I synnerhet Craighead -gruppen, i samarbete med andra inklusive Jiwoong Park, biträdande professor i kemi och kemisk biologi, och Paul McEuen, Goldwin Smith -professorn i fysik, har använt grafen i nanoelektromekaniska system (NEMS), analogt med en tidigare generations mikroelektromekaniska system (MEMS).

"Vi har gått längre än att arbeta med små exfolierade flingor och mer med odlade material som kan införlivas och kopplas till elektronik och annan mekanik, "Sa Craighead." Så frågan är, kan du göra dessa på ett tillförlitligt sätt, enhetligt och reproducerbart? "

Det var bara några år sedan som forskare räknade ut hur man gör matriser av hundratusentals grafenanordningar med hjälp av en process som kallas kemisk ångavsättning. Detta innebär att man odlar enskiktsarken med bikakegallerade kolatomer ovanpå koppar, sedan manipulera grafen för att göra enheter.

En av Cornell -forskarnas enheter är som ett trumhuvud - en bit grafen, en atom tjock, hängande över en ihålig brunn. Även om tillväxten av grafen genom kemisk ångavsättning på koppar uppfanns någon annanstans, Cornell-forskare var först med att ta reda på hur man gör mekaniska resonatorer av materialet i stort område.

"För fyra år sedan kunde vi göra ungefär en, och det tog flera månader, "Sa Barton. Att påskynda tillverkningsprocessen har kraftigt ökat grafens potential i enheter.

På Cornell, Barton och kollegor arbetar med att göra massensorer av grafen, som är atomiskt strukturerad så den är känslig för både massa och elektrisk laddning. Vad kan resultera är att lite masslandning på en yta av suspenderad grafen kommer att störa den mekaniska och elektroniska strukturen samtidigt, analog med dagens masspektrometri men på en mycket mindre och känsligare nivå, Barton förklarade.

Cornell -forskarna använder optisk interferometri för att övervaka rörelsen av ett ark grafen. I denna teknik, de subtila enhetsrörelserna läses som variationer i reflekterat ljusintensitet, som övervakas av en snabb fotodiod ansluten till en spektrumanalysator. En annan grupp på Cornell, ledd av McEuen, hade tidigare utvecklat ett sätt att "läsa upp" kolnanorör, en teknik som också kan tillämpas på grafen, Sa Barton.

Grafens snabba framsteg gör framtiden mycket spännande, Sa Craighead.

"Graphene har gått från en märklighet i ett fysiklabb till något som praktiskt taget kan införlivas i en mängd olika möjliga enheter, "sa han." Möjligheten att tillverka saker på dessa sätt, att integrera dem och använda dem för olika typer av sensorer, fysikalisk och kemisk, är ett steg framåt på kort tid, och vår grupp är en av de många som har bidragit till detta. "