Графен оказался одновременно двумерным и трехмерным

Max Pixel/Nanotech Magazine/Indicator.Ru

Группа ученых из Великобритании, Испании и Китая выяснила, что графен можно охарактеризовать как трехмерный и двумерный материал одновременно. Посвященная открытию статья будет опубликована в журнале Physical Review Letters, ее препринт доступен на arXiv.org.

Графен имеет самую высокую известную тепловую и электрическую проводимость, он прочнее стали, легкий, гибкий и прозрачный. С момента открытия интерес к материалу с каждым годом неуклонно растет — равно как и спектр его применений. Недавно было показано, что он может даже выступать в качестве барьера против комариных укусов.

Графен фактически представляет собой один слой графита. Но до сих пор было не ясно, насколько сильно отличаются свойства монослоя графита внутри материала и отдельно от него. На этот вопрос попытались ответить ученые из Лондонского университета королевы Марии вместе с коллегами из Чжэцзянского и Кантабрийского университетов. Они провели исследование и обнаружили, что двумерный графен обладает многими из механических свойств трехмерного графита.

Ученые показали, что графен обладает такой же устойчивостью к сжатию, как у графита, и что он значительно толще, чем считается. Если вычислить размеры блока графита толщиной 100 слоев, то высота одного графенового слоя — это толщина графита, деленная на 100. Поэтому целесообразно считать высоту графена равной 0,34 нм.

«Графен обязан своей толщиной массиву химических связей, выступающих выше и ниже двумерной плоскости атомов углерода. Следовательно, графен действительно является трехмерным материалом, хотя и с очень малой толщиной, — отмечает ведущий автор исследования, сотрудник Лондонского университета королевы Марии Юйвэй Сун. — Применяя традиционную трехмерную теорию, которая используется уже около 400 лет, к двумерным материалам, таким как графен, известным в течение 15 лет, мы показываем, что аналогичные аргументы применимы и к другим так называемым двумерным материалам, таким как нитрид бора и дисульфид молибдена. В этом смысле на самом деле все двумерные материалы трехмерны».

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.