全世界最小、原子級精準、可按需定制

丁佳

韓國整容術(shù)、日本化妝術(shù)、中國PS術(shù)，并稱為亞洲三大“邪術(shù)”。這個流傳已久的網(wǎng)絡段子相信很多人都看到過。不過現(xiàn)在，這幾大“邪術(shù)”恐怕還要加進一個新成員——石墨烯“折紙術(shù)”。

9月6日，《科學》雜志發(fā)表了中國科學院院士、中科院物理研究所研究員高鴻鈞團隊的一項成果。他們在國際上首次實現(xiàn)了原子級精準控制、可按需定制的石墨烯折疊，這也是目前世界上尺寸最小的“石墨烯折紙”。

在曾兩獲諾貝爾獎的石墨烯研究領(lǐng)域，科學家也同樣躍躍欲試。二維的石墨烯晶格結(jié)構(gòu)被認為是其他眾多碳納米結(jié)構(gòu)的母體材料。人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，石墨烯結(jié)構(gòu)沿著某一方向卷曲，可以形成一維的碳納米管，而將具有五元環(huán)和七元環(huán)的石墨烯結(jié)構(gòu)彎曲成球型結(jié)構(gòu)，即可形成富勒烯。在宏觀尺度下，科學家已經(jīng)能夠構(gòu)建出石墨烯功能器件甚至機器模型。

陳輝表示，實現(xiàn)石墨烯“折紙”要用到掃描探針操控技術(shù)，而要掌握這項技術(shù)，需要首先掌握掃描探針的原理，后期再經(jīng)過長時間練習。

不過，這一系列困難都被科研人員克服了。陳輝等人首次實現(xiàn)了石墨烯納米結(jié)構(gòu)原子級精準的可控折疊，并構(gòu)筑出一種新型的準三維石墨烯納米結(jié)構(gòu)。

這一成果一舉實現(xiàn)了石墨烯納米結(jié)構(gòu)的原子級精準折疊與解折疊、同一個石墨烯結(jié)構(gòu)沿任意方向的反復折疊、堆疊角度精確可調(diào)的旋轉(zhuǎn)堆垛的雙層石墨烯納米結(jié)構(gòu)、準一維碳納米管納米結(jié)構(gòu)的構(gòu)筑，以及雙晶石墨烯納米結(jié)構(gòu)的可控折疊及其異質(zhì)結(jié)的構(gòu)筑。

科研人員還發(fā)現(xiàn)，通過石墨烯“納米折紙術(shù)”得到的準一維納米管異質(zhì)結(jié)兩側(cè)的電子學性質(zhì)不同。陳輝認為，這意味著它“可以用來構(gòu)建信息器件的基本單元，如晶體管等”。