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石墨烯被譽(yù)為“奇跡材料”，因其極高的機械強度和優(yōu)異的導電性，在技術(shù)領(lǐng)域具有廣泛應用潛力。然而，其固有的高剛度限制了在柔性場(chǎng)景中的應用。奧地利維也納大學(xué)與維也納工業(yè)大學(xué)的研究團隊近期取得重大突破，通過(guò)特殊處理使石墨烯像手風(fēng)琴一樣折疊起皺，首次顯著(zhù)提升了其拉伸性能，相關(guān)成果最近發(fā)表于《物理評論快報》（Physical Review Letters）。 石墨烯是一種單原子層厚度的二維材料，其蜂窩狀結構賦予其卓越性能，但也導致其剛性較強。過(guò)去的研究曾嘗試通過(guò)移除原子來(lái)降低剛度，但結果相互矛盾。維也納大學(xué)團隊通過(guò)超潔凈無(wú)塵環(huán)境下的實(shí)驗發(fā)現，關(guān)鍵在于材料表面的純凈度。當石墨烯完全隔絕空氣和雜質(zhì)時(shí)，移除少量原子即可引發(fā)材料表面凸起，形成波紋結構。這種結構在拉伸時(shí)更容易展平，從而大幅降低所需力度，使材料表現出更高的可拉伸性，團隊將其稱(chēng)為“手風(fēng)琴效應”。 進(jìn)一步研究發(fā)現，雜質(zhì)的存在會(huì )抑制這一效應，甚至使材料顯得更堅硬，這解釋了此前實(shí)驗的矛盾結果。維也納工業(yè)大學(xué)的理論模擬也驗證了波紋結構的形成及其對拉伸性能的影響。 這項研究不僅揭示了二維材料性能調控的新機制，還強調了實(shí)驗環(huán)境的重要性。其成果為柔性電子設備（如可穿戴技術(shù)）的發(fā)展提供了新思路，未來(lái)有望通過(guò)設計特定結構，實(shí)現對石墨烯力學(xué)性能的精準調控。 《賽特科技日報》網(wǎng)站（https://scitechdaily.com） |
