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至石墨烯可“剪“成纳米机器

2021-09-15

石墨烯可“剪“和金属材料的磨擦磨损性能的 立式万能磨擦磨损实验机成纳米机器

剪纸艺术可以将纸张剪成复杂的图案,比如雪花。美国康奈尔大学的物理学家也变身成为剪纸艺人,不过,他们手中的 纸张 是只有1个原子厚的石墨烯,他们剪出来的多是世界上小的机器。

至石墨烯可“剪“成纳米机器

康奈尔大学卡夫利纳米尺度科学研究所所长保罗 麦克尤恩带领的研究团队在发表于新的《自然》杂志的论文中,展现了如何将只有10微米厚的石墨烯裁剪、折叠、改变和曲折成多种造型,从而使剪纸艺术扩大到了纳米级。

在这样的微观尺度上,石墨烯和其他超薄材料会变得非常黏。因此,研究人员使用了1个惯常的小伎俩,使其更容易操纵:将石墨烯悬浮在加入表面活性剂的水 中,就像滑滑的肥皂水1样。他们制造了1个金拉环当前全球新1轮科技和产业革命呼之欲出作为 手柄 ,以便能够捉住剪出造型后的石墨烯的末端。另外,研究人员还借来激光切割机,依照设计建立纸 模型,然后再用石墨烯将其制造出来。

他们用1张石墨烯薄片造出了1个柔软弹簧,其工作方式就像1个非常灵活的晶体管。麦克尤高端正极材料市场也正迎来广阔的发展良机恩说,拉开这类弹簧所需的力,与1个动力蛋白可能产生的力相当。这 项实验进入了生物力学范畴,为纳米级弹性器件的利用打开了思路,如可以将其作为传感器放置在人体细胞附近或在大脑中。

研究人员还演示了在加工进程中如何将石墨烯曲折成简单的铰链设计,并量化了所需的力。他们发现,打开和关闭铰链10000次,它依然完全完好,伸缩自若,这对纳米尺度的可折叠机器和装备来讲多是个有用的特性。

康奈尔大学1个相干的研究小组已取得了美国国防部的资助,采取这项研究所展现的部份剪纸理论,围绕类似于石墨烯1样的柔性材料继续进行技术开发。