Costruzione di GNS piegati atomicamente ben definiti mediante origami STM. (A) Grafico schematico di piegare e dispiegare un RNL lungo una direzione arbitraria (frecce nere). (B) Realizzazione sperimentale di (A). La serie di immagini STM mostra una sequenza di piegatura e spiegamento di un RNL lungo la direzione indicata dalle frecce bianche. HOPG, grafite pirolitica altamente ordinata. (C) Topografia 3D STM di un tipico GNS piegato. (D) Profilo della linea lungo la freccia rossa in (C) che mostra la formazione sia del bordo tubolare 1D che della piana di grafene impilata 2D con altezza paragonabile alla distanza tra due strati di grafene (0,70 nm). Impostazioni per (B):corrente di tunneling It =10 pA; tensione di polarizzazione Vs =-3 V. Impostazioni per (C):It =100 pA; Vs =1 V. Gli RNL sono stati manipolati utilizzando la manipolazione indotta dalla punta laterale con una corrente tipica di ~ 100 pA e una tensione di ~ 3 mV. Tutti i risultati sono stati acquisiti a temperatura T =4,2 K. Credito: Scienza (2019). DOI:10.1126/science.aax7864
Un team di ricercatori dell'Accademia cinese delle scienze, La Vanderbilt University e l'Università del Maryland hanno creato strutture simili a origami fatte di grafene utilizzando la microscopia a effetto tunnel. Nel loro articolo pubblicato sulla rivista Scienza , il gruppo spiega come hanno realizzato questa impresa e le possibili applicazioni.
Per diversi decenni, gli scienziati hanno cercato di piegare fogli di grafene in modi controllabili. Mentre alcuni riuscivano a piegare fogli di grafene, o non erano in grado di farlo in modo controllato, oppure dovevano pretrattare il grafene per farlo piegare in certi punti. Gli scienziati ritengono che se i fogli di grafene potessero essere manipolati in modo controllabile, i materiali risultanti avrebbero le proprietà desiderate:un esempio sarebbe piegarlo con un "angolo magico" per renderlo superconduttivo. Altri sperano di sviluppare processori più piccoli di quelli che possono essere realizzati utilizzando il silicio. In questo nuovo sforzo, i ricercatori affermano di aver trovato un modo per piegare le nanoisole di grafene in modo controllabile.
Il primo passo ha riguardato la creazione delle nanoisole di grafene. I ricercatori hanno sparato ioni idrogeno su fogli di grafite per 10 cicli, un processo che ha richiesto 10 ore. Questo ha prodotto grafene di alta qualità in grado di resistere alla manipolazione senza rompersi o piegarsi in modi inaffidabili. Dopo di che, il team ha utilizzato un microscopio a scansione a effetto tunnel (STM) per afferrare parti delle nanoisole e poi per trattenerle mentre il foglio è stato piegato, molto simile a un pezzo di carta. Notano che ci voleva una certa esperienza da parte della persona che controllava l'STM per manipolare accuratamente i fogli.
Il team ha dimostrato la propria tecnica collegando prima i nanotubi di carbonio a una delle loro nanoisole, e poi piegarlo a metà come una frittata. Hanno continuato a piegare altri minuscoli fogli in forme base di origami. Riconoscono che la loro tecnica è abbastanza ingombrante al momento, e che è necessario più lavoro prima che possa essere utilizzato per creare prodotti commerciali.
© 2019 Scienza X Rete
