Новый процесс может изменить двухслойный графен в алмазно-твердый материал на удар

Визуализируйте материал как легкий и гибкий, как фольга, которая становится жесткой и жесткой, чтобы остановить пулю при ударе. В недавно опубликованной статье «Nature Nanotechnology» исследователи из Университета Нью-Йорка (CUNY) сообщают о процессе получения диаминовых гибких слоистых листов графена, которые становятся более жесткими, чем алмаз, и непроницаемы при воздействии на временную основу.

Прикладывая давление в наномасштабе с индентором к двум слоям графена, каждый толщиной один атом , Исследователи CUNY превратили сотовый графен в алмазоподобный материал при комнатной температуре. Фото: Студия Элла Мару

Исследователи из Центра перспективных научных исследований (ASRC) в Центре выпускников CUNY, направленные на теоретизацию и анализ того, как можно было бы превратить два слоя графена, каждый из которых имеет толщину всего один атом, превратить в алмазоподобный материала при ударе при комнатной температуре. Команда также обнаружила, что момент конверсии вызвал неожиданное снижение электрического тока, что означает, что диамень может иметь захватывающие спинтронные и электронные свойства. Новые результаты, вероятно, будут иметь применение в создании сверхлегких пуленепробиваемых пленок и износостойких защитных покрытий.

Это тончайший фильм с жесткостью и твердостью алмаза, когда-либо созданным, когда мы тестировали графит или один атомный слой графена, мы применяли бы давление и чувствовали бы себя очень мягкая пленка. Но когда графитовая пленка была ровно толщиной в два слоя, мы внезапно поняли, что материал под давлением становится чрезвычайно твердым и жестким или более жестким, чем объемный алмаз.

Элиза Ридо, профессор физики в ASRC и ведущий исследователь проекта.

Анджело Боньорно, адъюнкт-профессор химии в CUNY College of Staten Island и часть исследовательской группы, сформулировал теорию развития диамина. Он и его коллеги использовали атомистическое компьютерное моделирование для моделирования вероятных результатов при сжатии двух сотовых слоев графена, выровненных в различных конфигурациях. Затем Ридо и другие члены команды применили атомно-силовой микроскоп для приложения локализованного давления к двухслойному графену на подложках из карбида кремния и обнаружили безупречное согласие с расчетами. Эксперименты и теория показали, что этот переход графит-алмаз не имеет места более чем для двух слоев или для одного графенового слоя.

«Графит и бриллианты сделаны полностью из углерода, но атомы расположены по-разному в каждом материале, придавая им отличные свойства, такие как твердость, гибкость и электрическая проводимость», . «Наша новая методика позволяет нам манипулировать графитом, чтобы он мог использовать полезные свойства алмаза при определенных условиях».

Согласно статье, успешная работа исследовательской группы открывает возможности для изучения фазового перехода графита к алмазу в 2D-материалах. В будущих исследованиях могут быть изучены подходы к стабилизации перехода и более широкое применение полученных материалов.

Это исследование получило финансирование от Бюро BES Министерства энергетики, и весь список авторов включает Ян Гао, Тенгфей Цао, Филиппо Челлини, Клэр Бергер, Уолт Хеер, Эрио Тосатти, Анджело Боньорно и Элиза Ридо.

]

Source link