完美的单层石墨在断裂前可以或许经受100吉帕的压力，大年夜约相当于1000000倍的大年夜气压。但出缺点的单层石墨的断裂强度大年夜约只有前者的十万分之一，它仅可以或许经受4兆帕的压力，也就是40倍标准大年夜气压。这项实验不仅对于研究单层石墨异常重要，它可能为其它研究供给异常重要的参考，因为其它二维构造的材料可能也具有类似的特点。“这项研究里所应用的建模方法或可以用于研究其它2D材料，例如二硫化铝或者氮化硼。”朱传授如许说道。<

    单层石墨是一种异常神奇的材料，它可以导电，且强度是钢铁的上百倍。然而，近日科学家们对单层石墨样本的测试注解，固然这种材料可能是当今存在的最强硬的材料，但它同时也很脆弱，就像陶瓷一样。为什么呢?原因在于它轻易决裂。

    美国莱斯大年夜学和佐治亚理工学院的一组科学家们测试了小片“双层”石墨——两个相当于单原子厚度的纯碳薄片彼此堆叠。科学家们应用集合的荡子束照射它们使得它们产生渺小的裂缝。随后拖沓和扭转这一石墨，以不雅察这些裂缝扩大的速度，直到材料最终断裂。

    “单层石墨对裂缝的存在异常敏感。比拟之下，假使钢铁里存在一个小裂缝，那还不是特别危险。钢铁具有巨大年夜的裂纹扩大阻力。单层石墨则更像窗户的玻璃。”研究首席作者、佐治亚理工学院机械工程系副传授朱婷(Ting Zhu)如许说道。

    对材料抵抗裂缝才能——也就是断裂韧性——的测量不仅仅包含抗拉强度——也就是指当材料被拉伸时它断裂的可能性，它还测岑岭当一种特定材料被扭曲时，它在断裂之前所能忍耐的“处罚”。例如金属是可延展的，你须要反复扭曲曲折才能折断一根汤匙。玻璃可以或许抵抗扭曲，但它不具有延展性，是以如不雅扭曲力或者拉伸力跨越必定的极限，它便会敏捷断裂。即使是一个小裂缝也足以导致玻璃碎裂。

    朱传授和莱斯大年夜学的娄俊(Jun Lou)合作进行的研究发明，有裂缝的单层石墨断裂的可能性是钢铁的10倍，且此时它的断裂韧性更接近于氧化铝或者碳化硅基陶瓷。相对较低的断裂韧性意味着一片单层石墨里一个小裂缝就足以摧毁它。如许小的裂缝很可能是制造石墨时天然产生的结不雅。

    石墨的制造方法有好几种，个中包含化学气相沉淀法，也就是碳蒸汽逐渐冷却并使碳原子逗留在外面，以及剥落法，也就是将剥离了单层石墨的石墨被放入溶剂里。第一个办法产生的石墨层可以很大年夜，然则并不完美。这种办法产生的碳原子晶格会有很小的缺点——到处都可能产生一个原子的缺掉。如不雅将单层石墨用作导体或者半导体的话，这种缺点并不会造成太大年夜的影响。然则假使用于机械应用，例如制造灵活的显示器或者晋升其它材料的构造强度，那么这种缺点产生的影响不容忽视。