Если бы у вас было механическое устройство, сделанное из
прочнейшего материала, хотели бы вы знать условия, при которых оно может
сломаться? Крис Марианетти (Chris Marianetti) из Колумбийского
Университета выяснил, почему графен теряет свою прочность,
Графен не уходит из заголовков новостей. Осенью двое британских
ученых получили Нобелевскую премию по физике за открытие этого
материала. В 2008 году в ходе экспериментов, прошедших в Школе техники и
прикладной науки (SEAS), было установлено, что чистый графен являет
собой самый прочный материал, известный человечеству.
Джеймс Хоун (James Hone), доцент механической инженерии,
характеризовал его тогда как материал, который в 200 раз прочнее
конструкционной стали, отметив, что для того, чтобы сломать лист графена
толщиной с упаковочную пленку, понадобится сила слона. Хоун вместе с
Джеффри Кисаром (Jeffrey Kysar), тоже доцентом механической инженерии,
были частью команды, доказавшей непревзойденную прочность графена.
Марианетти, моделирующий поведение материалов на атомарном уровне,
заинтересовался свойствами графена, точнее причинами его возможной
поломки. Согласно его данным, когда графен растягивается с одинаковым
усилием в разных направлениях, он преобразуется в новую структуру,
которая характеризуется механической нестабильностью. Сотовидное
расположение углеродных атомов сдвигается к изолированным гексагональным
кольцам, получившийся кристалл оказывается структурно более слабым.
«С приходом нанотехнологии, которая становится вездесущей, понимание
природы механического поведения в таких системах, как графен,
приобретает все большее значение, - говорит Марианетти. - Мы считаем,
что натяжение может оказаться полезным при создании свойств графена,
поэтому понимание его пределов крайне важно.
Исследование было поддержано Национальным научным фондом и будет опубликовано в журнале Physical Review Letters.
