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石墨烯被譽為“奇跡材料”，因其極高的機械強度和優異的導電性，在技術領域具有廣泛應用潛力。然而，其固有的高剛度限制了在柔性場景中的應用。奧地利維也納大學與維也納工業大學的研究團隊近期取得重大突破，通過特殊處理使石墨烯像手風琴一樣折疊起皺，首次顯著提升了其拉伸性能，相關成果最近發表于《物理評論快報》（Physical Review Letters）。 石墨烯是一種單原子層厚度的二維材料，其蜂窩狀結構賦予其卓越性能，但也導致其剛性較強。過去的研究曾嘗試通過移除原子來降低剛度，但結果相互矛盾。維也納大學團隊通過超潔凈無塵環境下的實驗發現，關鍵在于材料表面的純凈度。當石墨烯完全隔絕空氣和雜質時，移除少量原子即可引發材料表面凸起，形成波紋結構。這種結構在拉伸時更容易展平，從而大幅降低所需力度，使材料表現出更高的可拉伸性，團隊將其稱為“手風琴效應”。 進一步研究發現，雜質的存在會抑制這一效應，甚至使材料顯得更堅硬，這解釋了此前實驗的矛盾結果。維也納工業大學的理論模擬也驗證了波紋結構的形成及其對拉伸性能的影響。 這項研究不僅揭示了二維材料性能調控的新機制，還強調了實驗環境的重要性。其成果為柔性電子設備（如可穿戴技術）的發展提供了新思路，未來有望通過設計特定結構，實現對石墨烯力學性能的精準調控。 《賽特科技日報》網站（https://scitechdaily.com） |
