Modellstruktur von Graphenschichten Rost-9D / iStock
Das Verständnis der Eigenschaften und Abmessungen von Graphen ist wichtig, um neue Möglichkeiten zu verstehen, wie das extrem dünne, möglicherweise weltverändernde Material verwendet werden kann.
Jetzt a neue Studie von Forschern der Queen Mary University of London behauptet, dass Graphen ist sowohl ein 3D- als auch ein 2D-Material.
Ein 'Wundermaterial'
Graphen hat die höchste bekannte thermische und elektrische Leitfähigkeit aller Materialien und ist härter als Stahl, während es dennoch leicht, flexibel und transparent ist. Kein Wunder, dass es oft als "Wundermaterial" bezeichnet wird.
Das Material hat eine breite Palette von potenziellen weltverändernde Anwendungen Dazu gehören die Verwendung als Filter für Meerwasser, eine Barriere gegen Moskitonetze und eine komfortable Lösung für Elektroden in Prothesen.
Vergleich von Graphen und Graphit
In einer neuen Studie, veröffentlicht in der Zeitschrift Physical Review Letters , Forscher stellten zwei Schlüsselfragen: Was ist die wahre Dicke von Graphen und inwieweit ist das Material Graphit?
Zur Überraschung der Wissenschaftler stellten sie fest, dass 2D-Graphen, eine flache Einzelschicht aus Kohlenstoffatomen, die in einer Wabenstruktur angeordnet sind, mehrere Ähnlichkeiten mit dem 3D-Graphit aufweist.
Graphen und Graphit weisen einen ähnlichen Druckwiderstand auf. Die Dicke von Graphen wurde inzwischen durch Vergleich mit Graphit extrapoliert.
Wenn die Dicke eines 100 Schichten dicken Graphitblocks gemessen wird, bedeutet dies, dass die Dicke einer einzelnen Graphenschicht der Dicke des Graphenblocks geteilt durch 100 entspricht.
Nach ihren Berechnungen beträgt die Dicke von Graphen 0,34 nm, sagen die Forscher.
2D oder nicht 2D, das ist die Frage
Dr. Yiwei Sun, der Hauptautor der Studie der Queen Mary University of London, sagte: "Graphen verdankt seine Dicke einer Reihe chemischer Bindungen, die über und unter der 2D-Ebene der Kohlenstoffatome hervorstehen. Daher ist Graphen wirklich ein3D-Material, wenn auch mit sehr geringer Dicke.
"Durch die Anwendung der konventionellen 3D-Theorie, die seit rund 400 Jahren angewendet wird, auf 2D-Materialien wie Graphen, die seit 15 Jahren bekannt sind, zeigen wir, dass ähnliche Argumente für andere sogenannte 2D-Materialien wie Bor geltenNitrid und Molybdändisulfid. In diesem Sinne sind 2D-Materialien eigentlich alle 3D. "
Graphen wurde 2004 durch Abziehen von Graphenflocken von Graphit mit Klebeband entdeckt. Es wird von vielen als „das erste zweidimensionale Material der Welt“ bezeichnet, da es extrem dünn ist und aus einer Folie bestehtAtome.