原子級石墨烯氣泡——曾被忽略的“抗壓”神器

材料牛注：曾被視為麻煩的石墨烯氣泡如今卻被看做瑰寶，僅僅因為其顯著地抗壓能力。通過實驗發現這一特性不僅可以檢測分子在極端壓力下的反應，同時也能利用它來改變氣泡內部材料的性質。讓我們來一探究竟！

曼徹斯特大學的科學家在報告中提到：由原子級的石墨烯材料制成的氣泡能承受巨大的壓力，其將遠遠超出深海海底所能產生的壓力。

這是由于石墨烯難以置信的強度——鋼強度的200倍！石墨烯氣泡通常情況下是由放置在基板上的石墨烯產生的，它們通常被看做麻煩物而被忽略。由Irina Grigorieva教授帶領的曼徹斯特的研究人員仔細觀察了這種納米氣泡，從中發現了其令人陶醉的屬性。

這些氣泡能夠人為制造，來使微小的壓力機器承受巨大的壓力。這將是在極端壓力下如何快速檢測分子反應而邁出的堅實的一步。在《自然通信》中，科學家認為納米氣泡的形狀和尺寸顯示了石墨烯的彈性強度與其底層襯底相互作用的簡單信息。

研究人員發現也可以用其他二維晶體來制造類似的氣泡。例如：單層二硫化鉬?(MoS₂)或者氮化硼。這些氣泡都能直接測量其內部或外部石墨烯氣體的壓力。

要做到這一點，科研團隊利用原子力顯微鏡的探針來壓縮由石墨烯、單層二硫化鉬和單層氮化硼制成的氣泡，在氣泡表面產生凹陷后就能測出壓力。這些測量結果表明：石墨烯的封閉微米級氣泡產生的壓力為200兆帕或者說2000個標準大氣壓高。研究表明尺寸越小，產生的壓力越高。

開展此項研究的博士生Ekaterina Khestanova說：“這樣的壓力足以改變氣泡內部材料的性質，例如：可以使液體在正常結晶溫度以上結晶。”文章的同名作者Andre Geim補充道：“此類氣泡無處不在，人們現在已經開始相應的研究，比如人為地制造氣泡來改變其內部材料的性質或者研究高應變和高壓下原子級薄膜的特性。”

原文鏈接：Graphene under pressure

本文由編輯部顧玥提供素材，畢瑜翻譯，牛蕾審核。點我加入材料人編輯部。

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