Grafen är bara en kolatom tjock och ser 2D ut. Men den har elektroniska orbitaler som sträcker sig vinkelrätt mot atomplanet, som 2p z orbitaler (ljusrosa). Dessa orbitaler motstår kompression i riktningen vinkelrät mot grafens galler, en egenskap hos 3D-material. Upphovsman:APS/Carin Cain
Ett team av forskare från Storbritannien, Kina och Spanien har funnit att grafen uppvisar mekaniska egenskaper som liknar grafitens. I deras papper publicerad i tidskriften Fysiska granskningsbrev , gruppen beskriver testning av grafenflingor på ett unikt sätt, och vad de hittade.
Grafen är ett ark med kolatomer bara en enda atom tjock, kallas ibland ett tvådimensionellt material. I denna nya ansträngning, forskarna ifrågasatte om det verkligen är ett tvådimensionellt material genom att testa det för att se om det har 3D-mekaniska egenskaper.
Tidigare forskning har visat att grafen beter sig som ett 2-D-material när man tittar på dess elektroniska egenskaper. Det beter sig också som ett 2-D-material när man testar dess termiska egenskaper. Men tills nu, dess mekaniska egenskaper hade inte testats. Anledningen till att grafen faller sönder nästan omedelbart när det inte stöds av ett substrat, uppvisar svårigheter att testa dess mekaniska egenskaper utan att även inkludera substratets. För att komma runt detta problem, forskarna testade en av grafens mekaniska egenskaper genom att suspendera grafenflingor i en trögflytande vätska, därigenom förhindrar fononer från att skaka isär den. Vätskan hindrade också flingorna från att binda sig och bilda grafit. Teamet genomförde sedan ett vanligt 3D-test med högt tryck, I detta fall, med hjälp av en diamantstädcell. Att göra det visade (via Raman-spektroskopi) att energiskiftet som resulterade från dess fononer var närmare det som uppvisades av ett 3-D-material (grafit) än ett 2-D-material.
Forskarna noterar att även om ett material som grafen bara är en atom tjockt, det är fortfarande inte riktigt platt. Detta beror på att den har elektroniska orbitaler som sträcker sig över och under planet som utgör dess yta. Sådana orbitaler motstår kompression, en egenskap hos 3D-material. De noterar att deras arbete tyder på att grafen kan användas som grund för en töjningssensor - och det kan ha konsekvenser för hur Raman -spektroskopi används som ett diagnostiskt verktyg när grafen används som komposit med andra material.
© 2019 Science X Network
