Fysiker vid Linköpings universitet har visat att en dos väte eller helium kan göra "supermaterialet" grafen ännu mer användbart.

Graphene har skapat höga förväntningar varav dess extrema egenskaper beror på att det består av ett enda ark kolatomer. Attraktionskrafterna mellan atomerna gör dock att arken dras till varandra. En lösning är att tillsätta atomväte mellan skikten.

Presenteras i den framstående tidskriften Fysisk granskning A , forskarnas beräkningar visar att vätet vid en given koncentration påverkar atomen van der Waals krafter och blir frånstötande istället för attraktivt. Resultatet är att grafenark avvisar varandra och svävar fritt bara några nanometer isär (ett exempel på den så kallade kvantlivningen).

Professor Bo E. Sernelius, som genomförde studien tillsammans med sin tidigare doktorand Mathias Boström, identifierar flera möjliga tillämpningar av upptäckten:

• Lagring av väte som fordonsbränsle
• Skapande av ett enda grafenark genom att skala dem från en hög som har vuxit på ett substrat av kiselkarbid; en metod utvecklad vid Linköpings universitet
• Avstötande krafter är idealiska för tillverkning av friktionsfria komponenter i nanoskala, till exempel, robotar och sensorer för medicinska ändamål.

I den aktuella studien började forskarna med två odöpta ark grafen på ett substrat av kiseldioxid (kiseldioxid). Utgångsläget är van der Waals attraktionskrafter och arken tvingas närmare varandra. Men när atomväte har tillsatts, frånstötande krafter uppstår. En liknande effekt observerades med användning av andra gaser såsom molekylärt väte (H2) och helium.

Grafen är ett tvådimensionellt material, vilket innebär att den behåller en mycket speciell karaktär. Det är flexibelt, transparent, starkare än en diamant och har en överlägsen förmåga att leda elektrisk ström. År 2010 fick André Geim och Konstantin Novoselov ett nobelpris i fysik eftersom de för första gången någonsin lyckades producera stabila flingor av material.