Американские ученые экспериментально определили и подтвердили расчетами энергию изгибания пленки из многослойного (до 12 слоев) графена. Оказалось, что при углах большe 40 градусов слои скользили друг относительно друга без трения и каждая из плоскостей обладала одним и тем же значением жесткости при изгибе (около полутора электронвольт).

А жесткость графена из десяти слоев оказалась на три порядка ниже, чем предсказывали привычные методы механики тонких пленок. Исследование опубликовано в журнале Nature Materials.

Графен совмещает в себе гибкость, прочность, электронную проводимость и легковесность, что делает его привлекательным материалом для создания гибких электронных устройств и нанороботов. Однако механические свойства графеновых материалов, которые важно учитывать при разработке новых устройств, все еще не до конца изучены.

Эдмунд Хан (Edmund Han) с коллегами из Иллинойского университета в Урбана-Шампейне создали гетероструктуры из ступеней из гексагонального нитрида бора разной высоты, покрытых пленкой многослойного графена (толщиной от одного до 12 слоев), и изучали их жесткость при изгибе. С помощью просвечивающего растрового электронного микроскопа авторы получили по 22 изображения образцов многослойного графена с различным числом слоев на поверхности гексагонального нитрида бора толщиной до 19 слоев. Профиль изгиба графена оценивали по радиусу кривизны и углу изгиба.

Исследователи оценили, как конформация (положение атомов в пространстве) многослойного графена изменяется в зависимости от его толщины и высоты ступени из гексагонального нитрида бора.