據(jù)倫敦瑪麗女王大學的研究人員稱,石墨烯在潮濕環(huán)境中具有非常不同的特性。
這種“奇跡材料”由碳制成,于2004年被發(fā)現(xiàn),因其許多非凡的特性而受到歡迎,包括比鋼更堅固,比銅更導電,光,柔韌和透明。
這項發(fā)表在物理評論B期刊上的研究表明,在雙層石墨烯(兩片一個原子厚的碳堆疊在一起)中,水在潮濕環(huán)境中滲透。
石墨烯的性質(zhì)顯著取決于這些碳層如何相互作用,并且當水進入其間時,它可以改變相互作用。
研究人員發(fā)現(xiàn)水在22%的相對濕度下形成一個原子級薄層,并將石墨烯層的相對濕度超過50%。
這表明分層石墨烯在潮濕的地方可能表現(xiàn)出非常不同的特性,例如曼徹斯特,一年中每個月的平均相對濕度超過80%,而干燥的地方如亞利桑那州的圖森,相對濕度為13 5月下午分,但1月早上漲至65%。因此,在圖森,物業(yè)將根據(jù)一年中的時間而變化。
石墨烯,無論是分層還是單層,可能具有大量的用途,但這項研究的結(jié)果可能會影響材料在實際應用中的使用方式。
第一作者,來自倫敦瑪麗皇后大學的孫義偉博士說:“關鍵點,即22%和50%的相對濕度,是日常生活中非常常見的條件,這些點很容易克服。因此,許多石墨烯的特殊性能可以通過石墨烯層之間的水來改變。“
他補充說:“一些基于石墨烯的設備可能在干燥的地方發(fā)揮其全部功能,而其他設備可能在潮濕的地方發(fā)揮作用。我們建議所有關于二維材料的實驗應在未來記錄相對濕度。”
研究人員表示,濕度也可能對其他層狀材料產(chǎn)生影響,如氮化硼(由硼和氮制成的板)和二硫化鉬(由鉬和硫制成的板)。
之所以進行這項研究,是因為眾所周知,石墨是一種也是由碳制成的材料,在低濕度條件下失去了極好的潤滑能力,例如在第二次世界大戰(zhàn)期間報道的高空飛機或外太空,正如美國宇航局在20世紀70年代報道的那樣。
人們認為,石墨層之間的水對其行為至關重要,現(xiàn)在已經(jīng)證明相同的效果會影響層狀石墨烯。