«Чудо-материал», который сделан из углерода и был открыт в 2004 году, получил признание за многие из его необычных характеристик, включая то, что он прочнее стали, более проводящий, чем медь, легкий, гибкий и прозрачный.
Это исследование, опубликованное в журнале Physical Review B, показывает, что в двухслойном графене, который представляет собой два слоя углерода толщиной в один атом, сложенные вместе, вода просачивается между слоями во влажной среде.
Свойства графена существенно зависят от того, как эти углеродные слои взаимодействуют друг с другом, и когда вода входит между ними, она может изменять взаимодействие.
Исследователи обнаружили, что вода образует атомарно тонкий слой при относительной влажности 22% и разделяет слои графена при относительной влажности более 50%.
Это говорит о том, что слоистый графен может проявлять очень разные свойства во влажном месте, таком как Манчестер, где средняя относительная влажность превышает 80 процентов каждый месяц в году, по сравнению с сухим местом, таким как Тусон, Аризона, где относительная влажность составляет 13 процентов. центов днем в мае, но повышается до 65 процентов утром в январе. Итак, в Тусоне свойства будут меняться в зависимости от времени года.
Графен, как слоистый, так и однослойный, потенциально имеет огромное количество применений, но результаты этого исследования могут повлиять на то, как материал может быть использован в реальных приложениях.
Ведущий автор д-р Ивэй Сун из Лондонского университета королевы Марии сказал: «Критические точки, относительная влажность 22% и 50%, являются очень распространенными условиями в повседневной жизни, и эти точки можно легко преодолеть.
Следовательно, многие из необычных свойств графена могут быть изменены водой между слоями графена."
Он добавил: «Некоторые устройства на основе графена могут работать в полную силу в сухих местах, в то время как другие могут работать во влажных местах. Мы предлагаем во всех экспериментах с 2D-материалами в будущем регистрировать относительную влажность."
Исследователи предполагают, что влажность также может влиять на другие слоистые материалы, такие как нитрид бора (листы из бора и азота) и дисульфид молибдена (листы из молибдена и серы).
Исследование было проведено, потому что было известно, что графит, материал, также сделанный из углерода, теряет свои прекрасные смазывающие свойства в условиях низкой влажности, например, на борту самолетов на большой высоте, о чем сообщалось во время Второй мировой войны или в космическом пространстве. , как сообщало НАСА в 1970-х гг.
Считалось, что вода между слоями графита имеет решающее значение для его поведения, и теперь было показано, что тот же эффект влияет на слоистый графен.