(PhysOrg.com) -- Als je een mechanisch apparaat bezat dat gemaakt was van het sterkste materiaal dat de mensheid kent, zou je niet willen weten onder welke omstandigheden het zou kunnen mislukken?

Dat deed Chris Marianetti ook, een assistent-professor in Columbia Engineering's Department of Applied Physics and Applied Mathematics.

Marianetti, wiens onderzoek zich richt op het modelleren van het gedrag van materialen op atomaire schaal, was geïnteresseerd in de eigenschappen van grafeen, een één atoom dik vel koolstof met talloze hightech toepassingen, waaronder kleinere computers en batterijen die langer meegaan.

Grafeen is de laatste tijd volop in het nieuws. Deze herfst, twee Britse wetenschappers wonnen de Nobelprijs voor de natuurkunde voor hun onderzoek naar het materiaal. In 2008, experimenten aan de Fu Foundation School of Engineering and Applied Science hebben pure grafeen vastgesteld als het sterkste materiaal dat de mensheid kent.

James Hon, een universitair hoofddocent werktuigbouwkunde, beschreef het destijds als 200 keer sterker dan constructiestaal, opmerkend dat er een olifant voor nodig is om door een vel grafeen te breken met de dikte van plasticfolie. Honing, samen met Jeffrey Kysar, universitair hoofddocent werktuigbouwkunde, maakten deel uit van het vierkoppige team dat de ongeëvenaarde kracht van grafeen bewees.

Voortbouwend op dat baanbrekende onderzoek, Marianetti begon te onderzoeken hoe en waarom grafeen breekt. Zijn onderzoek toont aan dat wanneer grafeen in alle richtingen evenveel wordt belast, het verandert in een nieuwe structuur die mechanisch onstabiel is. De honingraatrangschikking van koolstofatomen wordt naar geïsoleerde zeshoekige ringen gedreven, een nieuw kristal dat structureel zwakker is. De SEAS-wetenschappers hopen voort te bouwen op elkaars werk, het begrip van dit supermateriaal voortzetten.

Het onderzoek werd gefinancierd door de National Science Foundation en zal worden gepubliceerd in het tijdschrift Fysieke beoordelingsbrieven .

“Dit is spannend op veel verschillende niveaus, ', zegt Marianetti. “Nu nanotechnologie steeds alomtegenwoordig wordt, het begrijpen van de aard van mechanisch gedrag in systemen zoals grafeen is van groot belang. We denken dat spanning een middel kan zijn om de eigenschappen van grafeen te ontwikkelen, en daarom is het van cruciaal belang om de grenzen ervan te begrijpen.”

Marianetti behaalde zijn B.S. en MS graden van de Ohio State University en zijn Ph.D. in materiaalkunde en techniek van MIT. Voordat hij bij de faculteit van Columbia kwam, hij deed postdoctoraal onderzoek op de afdeling natuurkunde van de Rutgers University en op de afdeling materiaalchemie van het Lawrence Livermore National Laboratory.