应变工程促进低维材料新应用帮助实现高温超容易

井陉上安镇虎头山村 应变工程促进低维材料新应用 帮助实现高温超导

超导体永不停歇的电流可能为储能和发电带来新选择。但是，只有在一定临界温度以下，就是冰点以下几百摄氏度的低温，超导体才能实现零电阻，并且代价非常昂贵。据外媒报道，塞尔维亚贝尔格莱德大学（University of Belgrade）的物理学家们认为，他们找到一种方法，可以管控超薄单层晶园超导体（比如石墨烯），从而改变材料性质，为以后的器件创造新的人造材料。该校LEX实验室的Vladan Celebonovic表示：“通过拉伸双轴应变，提高临界温度，更容易实现高温超导。”

科研小组研究，当不同类型的力对材料施加“应变”时，低维材料（比如掺锂石墨烯）的电导率变化情况。应变工程已被用于微调大体积材料的性能，现在，在只有一个原子厚的低维材料中引入应变，可以使它们具有承受大的应变的优点，不会发生断裂。

导电性取决于电子的运动，该团队花了7个月的时间，精确推导出哈伯德模型中提到的这种运动的数学公式，最终从理论上验证电子的振动和输送。这些模型和计算方法揭示，在掺杂石墨烯和二硼化镁单层物质中，应变所引起的关键变化。“将低维材料置于应变下，会改变所有的材料参数值，这意味着我们可以根据不同的应用需求设计材料。”Celebonovic表示，石墨烯具有高弹性、强度和光学透明性，将应变控制与石墨烯的化学适应性结合起来，有可能开发出大量的新材料，应用前景非常广阔，比如柔性电子和光电器件。

Celebonovic和同事们，进一步测试两种单层石墨烯应变工程方法，对二维材料晶格结构和电导率的影响。对于液相“剥落”石墨烯片，研究小组发现拉伸应变会将单个薄片拉开，从而增加阻力，这种特性可用于制造传感器，如触摸屏和电子皮肤，电子皮肤是一种模仿人类皮肤功能的薄电子材料。贝尔格莱德大学石墨烯实验室的Jelena Pesic说:“通过对微机械剥落石墨烯样品，进行原子力显微镜研究，我们发现，石墨烯中产生的沟槽，可以成为很好的平台，用于研究石墨烯应变引起的局部电导率变化。这些结果可能推动我们的理论预测，帮助了解应变对一维体系电导率的影响。”

该团队表示，这些理论计算要付诸实践，将面临许多挑战。但是，不久的将来，他们的工作可能会“彻底改变纳米技术领域”。