Rigidez de cisalhamento e mecânica de fricção do grafeno de camada única medida pela primeira vez
p Impressão artística de moléculas de grafeno. Crédito:Universidade de Manchester
p Pesquisadores da Universidade de Bristol mediram e identificaram pela primeira vez a tensão e o módulo de cisalhamento de deformação e o atrito interno das folhas de grafeno. O grafeno é um material que tem muitos usos inovadores potenciais na indústria de eletrônicos e compósitos. p A pesquisa, em colaboração com o US Office of Naval Research, é publicado em
Nano Letras .
p O grafeno é formado por uma única camada de átomos de carbono dispostos em uma rede hexagonal. É um material promissor para a produção de displays de última geração ou células solares por ser flexível, transparente e condutor.
p Para que o grafeno seja usado como ressonadores nanoeletromecânicos ou nanosensores, é essencial conhecer seu comportamento estrutural e limitações como material mecânico.
p Fabrizio Scarpa, Professor de Materiais Inteligentes e Estruturas no Centro Avançado de Compósitos para Inovação e Ciência (ACCIS) da University of Bristol, disse:"Para melhorar o projeto dos nanosensores de grafeno, é importante entender o comportamento mecânico e o amortecimento intrínseco natural e a fricção interna do grafeno. Nossas descobertas indicam que o grafeno produzido usando deposição química de vapor pode ser uma alternativa vital para aplicações de sensores nanomecânicos."
p Os pesquisadores, usando uma técnica chamada deposição química de vapor (CVD), cresceu filmes de grafeno em folha de cobre em um forno de tubo de quartzo a 1030 oC usando uma mistura de metano e hidrogênio.
p A pesquisa estabeleceu algumas das propriedades elásticas do crescimento de CVD, filmes de grafeno de camada única sobre cobre. Os resultados revelaram uma diferença marcante entre os filmes de grafeno de camada única e multicamadas no módulo de cisalhamento e na fricção interna. Essa diferença pode ser devido à transição da força de restauração de cisalhamento da ligação química dentro de uma camada para as interações entre camadas.
p O módulo de cisalhamento médio dos filmes estudados foi bem comparado com a maioria dos cálculos teóricos baseados em estruturas de grafeno puro de camada única. O alto módulo de cisalhamento e baixo ponto de atrito interno para uma estrutura de baixa densidade de defeito que se aproxima daquela do grafeno puro.
p Os resultados sugerem que o uso de material CVD em aplicações de sensores nanomecânicos pode ser uma alternativa vital.