Grafen är faktiskt ett 3D-material såväl som ett 2-D-material, enligt en ny studie från Queen Mary University of London.

Att inse att det är ett 3D-material är viktigt för att förstå dess mekaniska egenskaper och för att utveckla nya grafenbaserade enheter.

Ofta hyllas som ett "undermaterial", grafen har den högsta kända termiska och elektriska konduktiviteten, är starkare än stål, ljus, flexibel och transparent. Dess användningsområden är omfattande och nyligen har det visat sig att den till och med kan fungera som en barriär mot myggbett.

I den här studien, publiceras i tidskriften Fysiska granskningsbrev , forskarna ställde två grundläggande frågor:i vilken utsträckning är grafengrafit, och vad är den verkliga tjockleken på grafen?

Till deras förvåning, de fann att 2-D grafen, som är ett platt enkelskikt av kolatomer arrangerade i en bikakestruktur, har många av samma mekaniska egenskaper som 3D-grafit, som är en naturligt förekommande form av kol som består av en mycket svag stapel med många lager av grafen.

De visar att grafen har en liknande motståndskraft mot kompression som grafit och att den är betydligt tjockare än vad man tror allmänt.

Om tjockleken på ett grafitblock 100 lager tjockt mäts, tjockleken på ett enda grafenskikt är helt enkelt tjockleken på grafenblocket dividerat med 100. Därför är det är rimligt att betrakta tjockleken på grafen som 0,34 nm.

Dr Yiwei Sun, huvudförfattare till studien från Queen Mary University of London, sade:"Grafen har sin tjocklek tack vare en rad kemiska bindningar som sticker ut ovanför och under 2-D-planet för kolatomer. Därför är grafen verkligen ett 3D-material, om än med en mycket liten tjocklek.

"Genom att tillämpa konventionell 3D-teori, som har använts i cirka 400 år, till 2-D-material som grafen, som har varit kända i 15 år, vi visar att liknande argument gäller för andra så kallade 2-D-material, såsom bornitrid och molybdendisulfid. I det avseendet, 2-D-material är faktiskt alla 3D. "

Grafen kallas ofta världens första tvådimensionella material. Det upptäcktes 2004 genom att skala bort grafenflingor från bulkgrafit (används i blyertspennor och smörjmedel) med hjälp av tejp.

Det betraktas som en del av en ny klass av 2D-material och det är för närvarande modellerat av forskare som ett ark av atomer med mycket litet djup, därav namnet 2-D material.