Een team van onderzoekers uit het VK, China en Spanje hebben ontdekt dat grafeen mechanische eigenschappen heeft die vergelijkbaar zijn met die van grafiet. In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift Fysieke beoordelingsbrieven , de groep beschrijft het testen van grafeenvlokken op een unieke manier, en wat ze vonden.

Grafeen is een laag koolstofatomen van slechts één atoom dik, soms een tweedimensionaal materiaal genoemd. In deze nieuwe poging de onderzoekers vroegen zich af of het echt een tweedimensionaal materiaal is door het te testen om te zien of het mechanische 3D-eigenschappen heeft.

Eerder onderzoek heeft aangetoond dat grafeen zich als een 2D-materiaal gedraagt ​​als we kijken naar de elektronische eigenschappen ervan. Het gedraagt ​​zich ook als een 2D-materiaal bij het testen van de thermische eigenschappen. Maar tot nu toe, de mechanische eigenschappen waren niet getest. De reden is dat grafeen vrijwel onmiddellijk uit elkaar valt als het niet wordt ondersteund door een substraat, problemen opleveren bij het testen van de mechanische eigenschappen zonder ook die van het substraat mee te nemen. Om dit probleem te omzeilen, de onderzoekers testten een van de mechanische eigenschappen van grafeen door grafeenvlokken in een stroperige vloeistof te suspenderen, waardoor wordt voorkomen dat fononen het uit elkaar schudden. De vloeistof verhinderde ook dat de vlokken zich hechten en grafiet vormen. Het team voerde vervolgens een algemene 3D-test uit:hoge druk toepassen, in dit geval, met behulp van een diamanten aambeeldcel. Dit toonde aan (via Raman-spectroscopie) dat de energieverschuiving die het gevolg was van zijn fononen dichter bij die van een 3D-materiaal (grafiet) lag dan een 2D-materiaal.

De onderzoekers merken op dat zelfs als een materiaal als grafeen slechts één atoom dik is, het is nog steeds niet echt vlak. Dit komt omdat het elektronische orbitalen heeft die zich uitstrekken boven en onder het vlak waaruit het oppervlak bestaat. Dergelijke orbitalen zijn bestand tegen compressie, een kenmerk van 3D-materialen. Ze merken op dat hun werk suggereert dat grafeen kan worden gebruikt als basis voor een spanningssensor - en het kan implicaties hebben voor hoe Raman-spectroscopie wordt gebruikt als diagnostisch hulpmiddel bij het gebruik van grafeen als composiet met andere materialen.

© 2019 Wetenschap X Netwerk