I grafen má slabé místo

Grafen je forma uhlíku, kterou tvoří rovinná síť atomů uspořádaných do šestiúhelníků. Tato struktura, která se podobá dvourozměrnému včelímu plástu, je známá jako jeden z nejpevnějších existujících materiálů. Teoretičtí fyzikové z Rice University spolu s čínskými kolegy však upozorňují, že i grafen má svou Achillovu patu. Grafenové listy se připravují v laboratoři, nejčastěji metodou chemické depozice z plynné fáze. Výsledný produkt je jen málokdy tvořen strukturou ze samých šestiúhelníků. V místech, kde se na sebe napojují rostoucí „ostrůvky“ grafenu, se tvoří různé defekty, ve kterých má materiál odlišné fyzikální vlastnosti.

Nejčastějším defektem jsou podle vědců kruhy, které jsou místo šesti atomů uhlíku tvořené jen pěti, nebo naopak sedmi atomy. Tyto kruhy narušují a oslabují jinak pravidelnou strukturu grafenového listu. Nejhorší z hlediska pevnosti jsou sedmiúhelníky, které ji sníží až o 50 %. Vědci také zjistili, že čím jsou ostrůvky grafenu větší, tím více defektů bude výsledný list obsahovat a o to menší bude jeho reálná pevnost. Doporučují proto, aby se pro aplikace jako je vývoj kompozitních materiálů, ve kterých je nejdůležitější právě pevnost, využíval grafen vytvořený z většího počtu malých ostrůvků.

Zdroj: Rice University, Nano Letters