超導(dǎo)體永不停歇的電流可能為儲(chǔ)能和發(fā)電帶來(lái)新選擇。但是，只有在一定臨界溫度以下，就是冰點(diǎn)以下幾百攝氏度的低溫，超導(dǎo)體才能實(shí)現(xiàn)零電阻，并且代價(jià)非常昂貴。據(jù)外媒報(bào)道，塞爾維亞貝爾格萊德大學(xué)(University of Belgrade)的物理學(xué)家們認(rèn)為，他們找到一種方法，可以管控超薄單層晶園超導(dǎo)體(比如石墨烯)，從而改變材料性質(zhì)，為以后的器件創(chuàng)造新的人造材料。該校LEX實(shí)驗(yàn)室的Vladan Celebonovic表示：“通過(guò)拉伸雙軸應(yīng)變，提高臨界溫度，更容易實(shí)現(xiàn)高溫超導(dǎo)。”

科研小組研究，當(dāng)不同類型的力對(duì)材料施加“應(yīng)變”時(shí)，低維材料(比如摻鋰石墨烯)的電導(dǎo)率變化情況。應(yīng)變工程已被用于微調(diào)大體積材料的性能，現(xiàn)在，在只有一個(gè)原子厚的低維材料中引入應(yīng)變，可以使它們具有承受大的應(yīng)變的優(yōu)點(diǎn)，不會(huì)發(fā)生斷裂。

導(dǎo)電性取決于電子的運(yùn)動(dòng)，該團(tuán)隊(duì)花了7個(gè)月的時(shí)間，精確推導(dǎo)出哈伯德模型中提到的這種運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)公式，最終從理論上驗(yàn)證電子的振動(dòng)和輸送。這些模型和計(jì)算方法揭示，在摻雜石墨烯和二硼化鎂單層物質(zhì)中，應(yīng)變所引起的關(guān)鍵變化。“將低維材料置于應(yīng)變下，會(huì)改變所有的材料參數(shù)值，這意味著我們可以根據(jù)不同的應(yīng)用需求設(shè)計(jì)材料。”Celebonovic表示，石墨烯具有高彈性、強(qiáng)度和光學(xué)透明性，將應(yīng)變控制與石墨烯的化學(xué)適應(yīng)性結(jié)合起來(lái)，有可能開(kāi)發(fā)出大量的新材料，應(yīng)用前景非常廣闊，比如柔性電子和光電器件。

Celebonovic和同事們，進(jìn)一步測(cè)試兩種單層石墨烯應(yīng)變工程方法，對(duì)二維材料晶格結(jié)構(gòu)和電導(dǎo)率的影響。對(duì)于液相“剝落”石墨烯片，研究小組發(fā)現(xiàn)拉伸應(yīng)變會(huì)將單個(gè)薄片拉開(kāi)，從而增加阻力，這種特性可用于制造傳感器，如觸摸屏和電子皮膚，電子皮膚是一種模仿人類皮膚功能的薄電子材料。貝爾格萊德大學(xué)石墨烯實(shí)驗(yàn)室的Jelena Pesic說(shuō):“通過(guò)對(duì)微機(jī)械剝落石墨烯樣品，進(jìn)行原子力顯微鏡研究，我們發(fā)現(xiàn)，石墨烯中產(chǎn)生的溝槽，可以成為很好的平臺(tái)，用于研究石墨烯應(yīng)變引起的局部電導(dǎo)率變化。這些結(jié)果可能推動(dòng)我們的理論預(yù)測(cè)，幫助了解應(yīng)變對(duì)一維體系電導(dǎo)率的影響。”

該團(tuán)隊(duì)表示，這些理論計(jì)算要付諸實(shí)踐，將面臨許多挑戰(zhàn)。但是，不久的將來(lái)，他們的工作可能會(huì)“徹底改變納米技術(shù)領(lǐng)域”。

原標(biāo)題:應(yīng)變工程促進(jìn)低維材料的新應(yīng)用 幫助實(shí)現(xiàn)高溫超導(dǎo)