Ingenjörer förutspår att grafen kan lockas till agerande piezoelektrisk, bara genom att stansa triangulära hål i materialet.

grafen, det extremt hållbara kolmaterialet som lovar för en rad applikationer, har ännu ett trick i sin enatoms tjocka ärm.

Ingenjörer vid University of Houston har använt kvantmekaniska beräkningar för att visa att, bara genom att skapa hål av en viss konfiguration i ett ark av grafen, de kan locka grafen att bete sig som ett piezoelektriskt material. Piezoelektriska ämnen genererar elektricitet som svar på fysiskt tryck, och vice versa, och forskare kan använda dessa material för tillämpningar som energiskörd och konstgjorda muskler, samt att göra exakta sensorer.

Grafen i sig är inte naturligt piezoelektriskt. Men Houston-ingenjörerna resonerade att om de tog antingen en halvledande eller isolerande form av grafen, stansade triangelformade hål i den, och applicerade ett jämnt tryck på materialet, de kunde få det materialet att agera som om det vore piezoelektriskt.

Teamets beräkningar visade att triangulära hål verkligen resulterade i piezoelektriskt beteende, medan cirkulära hål – som de förutspådde – inte gjorde det. De fann också att grafens pseudo-piezoelektricitet var nästan lika stark som den för välkända piezoelektriska ämnen som kvarts. Författarna föreslår att triangulära porer kan skapas i äkta grafen med hjälp av elektronstrålning i ett labb, vilket innebär att dessa beräkningar kan testas med befintliga metoder.

"Naturen har gett mänskligheten ... ett mycket begränsat urval av effektiva elektromekaniska material" som uppvisar piezoelektricitet, skriva författarna i deras tidning, accepteras till AIP Bokstäver i tillämpad fysik . Att lägga till grafen till listan "kan potentiellt öppna nya användningsvägar", både för grafen och för tillämpningar som är beroende av piezoelektricitet.