石墨烯是一種令人興奮的新型材料，因其優(yōu)異的性能被譽為“神奇材料”。石墨烯在2010年獲得了廣泛的關(guān)注，當時諾貝爾物理學獎授予了發(fā)現(xiàn)它的研究人員。石墨烯只有一個原子層厚，使其成為世界上最薄的材料。研究人員指出，石墨烯是利用激光“鍛造”的。這將用石墨烯創(chuàng)建非常堅固的三維結(jié)構(gòu)，可以潛在地用于制造更快、更準確的機械設(shè)備。
石墨烯具有導電性、透明度和機械強度等優(yōu)異性能。由于這些特性，石墨烯將被廣泛應(yīng)用于能源存儲、傳感器或通信技術(shù)等領(lǐng)域。

研究人員研究了如何通過將石墨烯暴露于非常短而強大的激光脈沖中來改變其形狀和性能。由于激光脈沖，通常可以將完全二維的石墨烯模制成三維結(jié)構(gòu)。
我們稱這種方法為光學鍛造，因為它類似于如何用錘子將平坦的金屬板鍛制成三維形狀。使用光學鍛造制成的結(jié)構(gòu)比石墨烯的厚度高數(shù)百倍，但仍然很小，以至于它們很容易貼在頭發(fā)上，研究人員說。
激光使石墨烯變硬
例如，由石墨烯制成的設(shè)備是通過機械振動工作的不同傳感器。人們發(fā)現(xiàn)光學鍛造可以使石墨烯變硬，從而使其不易彎曲。這是一個有趣的觀察結(jié)果，因為彎曲剛度的增加也會增加石墨烯的振動頻率。增加頻率，反過來，可以提高設(shè)備的速度和精度。
使用光學鍛造，我們能夠創(chuàng)造出比未改性石墨烯硬度高達1萬倍的結(jié)構(gòu)。對于像這樣薄的材料來說，這是破紀錄的，研究人員說。

形狀是原子尺度變化的結(jié)果

在研究過程中發(fā)現(xiàn)，光學鍛造會導致石墨烯的晶格缺陷，即石墨烯結(jié)構(gòu)斷裂。
石墨烯從隨機點開始斷裂。如果石墨烯暴露在激光照射下的時間足夠長，點狀缺陷就會形成線狀缺陷或裂紋。這些缺陷導致石墨烯的局部膨脹，從而導致石墨烯膨脹成三維形狀。
這項研究讓我們對石墨烯的形狀及其屬性如何改變有了深入的了解。該方法的一大優(yōu)點是，修飾石墨烯不需要復雜的過程或化學處理，只需要激光，研究人員總結(jié)道。