Исследователи из Университета Корнелла в Айдахо, Нью-Йорк, наполнили воздухом полотно из графена (слой атомов углерода, соединённых посредством sp² связей в гексагональную двумерную кристаллическую решётку). Это недавно открытый карбоновый материал толщиной в один атом, который должен превзойти силикон в производстве вычислительной техники.
Они создали пластины из графена с помощью простого технологического процесса под названием ‘механическое отслаивание' – липкая лента используется для снятия тонких слоёв с кусочка графита.
Эти полотна применялись для заклеивания микроскопических углублений в слое кварцевого стекла, образуя что-то наподобие барабана. Мембраны удерживались на месте только при помощи ван-дер-ваальсовых сил, которые скрепляют вещи на микроскопическом уровне. Углубления варьировались от 1 до 100 кв. микрометров по площади и от 250 до 3 микрометров по глубине.
Чтобы увидеть, насколько хорошо графен мог удерживать внутри газ, исследователи изменили внутреннее давление, делая мембраны графена выпуклыми или вогнутыми.
Мембраны выдерживали разницу давления до нескольких атмосфер. Пока мембраны оставались на месте, графен оставался полностью непроницаемым.
В течение нескольких дней газ просачивался вовнутрь или изнутри, но исследователи выяснили, что утечка происходила сквозь стекло, а не через мембраны.
Измерив насколько графен способен растягиваться под действием особого давления, учёным удалось определить его эластичность, которая оказалась такой же, как и у обычного графита.
Кроме того, с помощью лазера они вызывали колебание мембраны и измеряли её резонансную частоту, которая дала возможность определить точную массу графена.
Пол МакЭуэн, физик из Университета Корнелла, соавтор работы, утверждает, что данный процесс означает, что устройство может использоваться в качестве крошечного прибора для взвешивания. Графеновые шарики можно применять в качестве микроскопических датчиков давления.
Многообещающий материал
Джеймс Хоун, физик из Колумбийского университета в Нью-Йорке, называет надувание микроскопических шариков “отличной работой”.
Хоун полагает, что графен, несомненно, может предложить больше, чем просто впечатляющие электронные характеристики.