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石墨烯可剪成纳米机器为弹性器件应用提供新

2019年04月11日 栏目:科技

石墨烯可“剪”成纳米机器 为弹性器件应用提供新思路作者:陈丹 来源:中国科技-科技石墨烯可剪成纳米机器为纳米级弹性器件应用提供新

石墨烯可“剪”成纳米机器 为弹性器件应用提供新思路

作者:陈丹 来源:中国科技-科技

石墨烯可剪成纳米机器

为纳米级弹性器件应用提供新思路

科技北京8月3日电 (陈丹)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一个原子厚的石墨烯,他们剪出来的可能是世界上小的机器。

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的《自然》杂志的论文中,展示了如何将只有10微米厚的石墨烯(人的头发大约是70微米厚)裁剪、折叠、扭转和弯曲成多种造型,从而使剪纸艺术扩展到了纳米级。

在这样的微观尺度上,石墨烯以及其他超薄材料会变得非常黏。因此,研究人员使用了一个惯常的小伎俩,使其更容易操纵:将石墨烯悬浮在加入表面活性剂的水中,就像滑滑的肥皂水一样。他们制造了一个金拉环作为手柄,以便能够抓住剪出造型后的石墨烯的末端。此外,研究人员还借来激光切割机,按照设计建立纸模型,然后再用石墨烯将其制造出来。

他们用一张石墨烯薄片造出了一个柔软弹簧,其工作方式就像一个非常灵活的晶体管化妆品代加工生产
。麦克尤恩说,拉开这种弹簧所需的力,与一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上海灭鼠公司
,为纳米级弹性器件的应用打开了思路,如可以将其作为传感器放置在人体细胞附近或在大脑中血糖试纸批发

研究人员还演示了如何将石墨烯弯曲成简单的铰链设计,并量化了所需的力。他们发现,打开和关闭铰链10000次,它仍然完全完好,伸缩自如,这对于纳米尺度的可折叠机器和设备来说可能是个有用的特性。

康奈尔大学一个相关的研究小组已经获得了美国国防部的资助,采用这项研究所展示的部分剪纸理论,围绕类似于石墨烯一样的柔性材料继续进行技术开发。