原子级石墨烯气泡——曾被忽略的“抗压”神器

材料牛注：曾被视为麻烦的石墨烯气泡如今却被看做瑰宝，仅仅因为其显著地抗压能力。通过实验发现这一特性不仅可以检测分子在极端压力下的反应，同时也能利用它来改变气泡内部材料的性质。让我们来一探究竟！

曼彻斯特大学的科学家在报告中提到：由原子级的石墨烯材料制成的气泡能承受巨大的压力，其将远远超出深海海底所能产生的压力。

这是由于石墨烯难以置信的强度——钢强度的200倍！石墨烯气泡通常情况下是由放置在基板上的石墨烯产生的，它们通常被看做麻烦物而被忽略。由Irina Grigorieva教授带领的曼彻斯特的研究人员仔细观察了这种纳米气泡，从中发现了其令人陶醉的属性。

这些气泡能够人为制造，来使微小的压力机器承受巨大的压力。这将是在极端压力下如何快速检测分子反应而迈出的坚实的一步。在《自然通信》中，科学家认为纳米气泡的形状和尺寸显示了石墨烯的弹性强度与其底层衬底相互作用的简单信息。

研究人员发现也可以用其他二维晶体来制造类似的气泡。例如：单层二硫化钼 (MoS₂)或者氮化硼。这些气泡都能直接测量其内部或外部石墨烯气体的压力。

要做到这一点，科研团队利用原子力显微镜的探针来压缩由石墨烯、单层二硫化钼和单层氮化硼制成的气泡，在气泡表面产生凹陷后就能测出压力。这些测量结果表明：石墨烯的封闭微米级气泡产生的压力为200兆帕或者说2000个标准大气压高。研究表明尺寸越小，产生的压力越高。

开展此项研究的博士生Ekaterina Khestanova说：“这样的压力足以改变气泡内部材料的性质，例如：可以使液体在正常结晶温度以上结晶。”文章的同名作者Andre Geim补充道：“此类气泡无处不在，人们现在已经开始相应的研究，比如人为地制造气泡来改变其内部材料的性质或者研究高应变和高压下原子级薄膜的特性。”

原文链接：Graphene under pressure

本文由编辑部顾玥提供素材，毕瑜翻译，牛蕾审核。点我加入材料人编辑部。

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