Forstå origami i 2-D materialer

Anonim

En av fem mobiltelefonbrukere i Storbritannia har sprakk skjermen ved å slippe telefonen i en treårsperiode, ifølge en YouGov-undersøkelse. De mobile skjermene brytes enkelt fordi de vanligvis er laget av et oksidmateriale som gjør at berøringsskjermen kan fungere, men bryter lett. I motsetning kan grafen og andre 2-D-materialer også fungere som effektive mobile berøringsskjerm, men er svært bøybare. Disse materialene lover derfor å revolusjonere fleksibel elektronikk med potensialet til å produsere ubrytelige mobiltelefondisplayer.

På grunn av den materielle fleksibiliteten er 2-D-materialer allerede i bruk i avanserte komposittmaterialer som brukes til å optimalisere ytelsen til sportsutstyr som ski eller tennisracketer og for å redusere vekten av kjøretøy. Elektronikkapplikasjoner kan også ha nytte av nye robuste 2-D-materialer som graphne. Evnen til å bøye og strekke er viktig for alle disse applikasjonene, og ny forskning har vist hva som skjer når atomtynne materialer brettes som origami.

Skriving i naturkommunikasjon, forskere ved University of Manchester har studert sammenleggingen av 2-D materialer på nivået med enkelt atomark. Lederforsker Dr. Aidan Rooney sa: "Ved å analysere disse folderene i så detalj har vi oppdaget helt ny bøyegang som tvinger oss til å se igjen på hvordan materialer deformerer."

En av de spesielle folderne de har observert kalles en tvilling; for hvilket materialet er et perfekt speilrefleksjon av seg selv på hver side av bøyen. Professor i materialkarakterisering Sarah Haigh sier: "Mens jeg studerte materialvitenskap i Oxford, lærte jeg om strukturen av tvillingbøyning i grafitt fra lærebok illustrasjoner veldig tidlig i kurset. Men våre nyere resultater viser at disse lærebøkene må korrigeres. Det er ikke ofte som en forsker du får forstyrre viktige forutsetninger som har eksistert i over 60 år. "

Forskerne fant at i motsetning til tidligere modeller er brett i lagdelte materialer som grafitt og grafen delokalisert over mange atomer - ikke skarp som det alltid har vært antatt. Effektivt produseres en liten region med nanotube-lignende krølling i midten av bøyningen. Dette har en stor effekt på materialets styrke og evne til å bøye seg og strekke seg. Andre komplekse foldingsfunksjoner ble også observert.

Professor i Polymer Science and Technology, Robert Young kommenterte: "Vi fant ut at typen av folding kan forutsies ut fra antall atomlag og bendens vinkel - dette betyr at vi bedre kan modellere oppførselen til disse materialene for forskjellige applikasjoner for å optimalisere sin styrke eller motstand mot fiasko. "

menu
menu