Los científicos del Instituto Randolph de Física Teórica en Rusia descubrieron que la relación de grafeno de Poisson se puede controlar cambiando la fuerza de atracción aplicada. Este descubrimiento puso fin a la controversia sobre la relación de Poisson del grafeno. Por ejemplo, Poisson es importante porque no es solo un índice de rendimiento. Detrás de él, ocultar muchas características afectará directamente a nuestra definición de grafeno, por lo que este descubrimiento es subversivo.
Como todos sabemos, el material milagroso del grafeno es un material bidimensional que consiste en una sola capa de átomos de carbono. Es muy controvertido, ya que muestra en muchos aspectos un comportamiento completamente diferente de los materiales tradicionales. Uno de ellos son sus propiedades eléctricas y elasticidad. La relación entre el grafeno y el grafeno tiene una movilidad de carga extremadamente alta, pero este valor no es fijo y se verá afectado por la elasticidad. Bajo diferentes fuerzas elásticas, el valor de la movilidad cambiará drásticamente. Los físicos han estado tratando de encontrar una reflexión completa. La causa de este comportamiento anómalo es que esperan encontrar las características físicas que pueden explicar este fenómeno y son generalmente aplicables. Una vez resuelto, podremos utilizar el grafeno de manera más eficiente y es más fácil crear nuevos materiales necesarios. Sin embargo, los investigadores No se ha encontrado una explicación razonable hasta hace poco.
Para la mayoría de los materiales, cuando se estiran, se contraen lateralmente, al igual que tirar de una banda de goma. Sin embargo, hace unos cien años, el físico alemán Wald M. Voyt descubrió que los cristales de pirita estaban tirando. Sin embargo, el material que muestra un comportamiento anormal cuando se estira se llama material auxético. A finales de la década de 1970, los científicos primero produjeron tales materiales. El secreto del material abultado anormal proviene de que no lo hacen. En las formas geométricas ordinarias, cuando el material se relaja, sus unidades estructurales se pliegan unas en otras, pero cuando se somete a un esfuerzo de tracción, la estructura plegada se estira y el tamaño se hace más grande instantáneamente.
La figura sometido a un material de materiales auxéticos convencionales y estado estirado, vistos unidad de plegado materiales auxéticos se expanden cuando se tira por que aumenta el tamaño laterales; figura a cabo bajo las reglas b plegables producto Miura-ori, cuando se enderezó Aspecto del abultamiento. Fuente de la imagen: Instituto Langdo de Física Teórica.
el material auxético que tiene una serie de características inusuales que ayudará a mejorar la técnica anterior y para crear una nueva tecnología. Los materiales tradicionales se expande cuando se calienta, lo que produce una variedad de tensiones mecánicas y perturbación adicional destruyendo su rendimiento original. material de auxetic pero por el contrario, cuando se calienta se puede encoger, por lo que se puede tratar de utilizar materiales convencionales materiales compuestos auxéticas y hecho de material compuesto que tiene una relación de expansión cero. de esta forma, entonces, al aumentar la temperatura, los materiales tradicionales volumen expandido, pero el material auxético se puede compensar bien para lograr una estabilidad de volumen final.
Se define la capacidad del material es generalmente un material que se extiende lateralmente materiales convencionales constricción o bajo tensión conocidos como la relación de Poisson para la relación de Poisson son generalmente positivos, pero el material auxético es la relación de Poisson negativa, dijo Kachorovskii: 'científicos proporción de grafeno de Poisson se ha interesado desde hace mucho tiempo, por lo general, creemos que es negativo. Sin embargo, algunos cálculos numéricos recientes muestran que el grafeno puede ser positivo el coeficiente de Poisson también puede ser negativo. a primera vista Los resultados de varios cálculos son completamente contradictorios.
La relación de Poisson es difícil de medir, y es más difícil para el grafeno. Debido a que el grafeno crecido generalmente está en el sustrato, varios sustratos nos impedirán medir la proporción verdadera de Grafeno de Poisson. Si no tenemos un sustrato, solo grafeno y muy pequeña, es imposible para el clip de ensayo de tracción controlada del accesorio. coeficiente de Poisson que no necesita medirla? no, I + D de tecnología de materiales de carbono y los ingenieros que tienen demanda de este, lo que necesitan saber exactamente si el grafeno tirar de la inflación.
Así Landau Instituto de Física Teórica, los científicos han hecho esfuerzos en este tema, que quieren empezar a tratar de 'conciliar' los resultados de los conflictos anteriores, y encontrar los parámetros exactos de grafeno relación de Poisson. Sin embargo, como la investigación hacia adelante antelación, encontraron que este número no es un valor fijo, que cambiará a medida que la tensión aplicada Kachorovskii este investigador ha añadido: cuando 'grafeno bajo una gran tensión de tracción, el material será el mismo que el coeficiente de Poisson ordinaria es positivo . Sin embargo, con la tensión de tracción se reduce, comienza grafeno exhibe propiedades de los materiales auxéticos, exhibe un valor negativo de Poisson '.
A continuación, tal tramo comprendido entre la relación de Poisson y el contacto inusual explicó. Aunque la mayoría de la gente ve grafeno imágenes son de lámina plana, bidimensional de átomos de carbono, pero ese no es el caso. De hecho, hay muchos y plegado de las ondas, las ondas de flexión. tienden a convertirse en estado de grafeno arrugada lo largo de un estado plano de la operación 'hoja', por lo que el grafeno, pero no un simple plana plisada, que 'dobladas' para dar tan bien que se comporta como una estructura plana bidimensional Kachorovskii explicó: 'la comunidad científica ha reconocido desde hace tiempo que la membrana es la creencia de que no habrá ningún tipo de cristales bidimensionales de grafeno similar, piensan que siempre están tratando de reducir el tamaño Ball.
'Sin embargo, como hemos visto, el descubrimiento de grafeno pulverizando esta teoría. Existen alquenilo tensión superficial de grafito y de compresión similar a ciertas fluctuaciones, que son las arrugas superficiales de interacción no lineal ocurren obstaculizar grafeno contracción en una bola. Por lo tanto, estrictamente decir, de hecho, no se consideran cristal grafeno bidimensional, que debe estar en un estado intermedio entre los dos y tres dimensiones. '
El coeficiente de Poisson que cambia de signo al final ¿Por qué? Debido a que el exterior canulado bajo la acción de deslizamiento de la tensión superficial de grafeno y la compresión de las fluctuaciones inherentes causadas por el estrés externo y produce un efecto competitivo. Cuando la alta tensión externa, el comportamiento es auxetic inhibición, la relación de Poisson muestra un valor positivo, cuando se reduce la tensión de tracción exterior, la aparición de las arrugas de la superficie de las fluctuaciones de presión grafeno dominan la relación de Poisson se vuelve negativa, por lo que se produce un cambio de Poisson símbolos de relación.
Kachorovskii dijo: 'pliega ondas transversales de flexión almacenamiento de energía adicional, que es la razón por exposiciones grafeno anormales flexibilidad y otras propiedades especiales de grafeno Esto también explica por qué la contracción por calor longitudinal, a causa de sus pliegues transversales. plegado sucedió, por lo que la mayor parte de las exposiciones y materiales de diferente comportamiento de contracción. Por lo tanto, creemos que el grafeno puede explicar el comportamiento de la característica común es la relación de Poisson, siempre y cuando la relación de Poisson fue lo suficientemente profunda comprensión, vamos a ser capaces de forma más clara grafeno explicó predecir más otros comportamientos anormales y rendimiento. "
Más significativamente, los resultados actuales también explicar por qué los estudios anteriores tienen relación contradictoria grafeno de Poisson. 'Según los cálculos, se obtiene un análisis completo de equilibrio elástico ecuaciones de copos de grafeno, los resultados muestran que la película de grafeno hay dos patrones de comportamiento: en circunstancias normales, todas las propiedades de grafeno se determina por el valor estándar, el coeficiente de Poisson se considera positiva, al mismo tiempo, la relación de la longitud de la llamada Ginzburg para grafeno, longitud Ginzburg (. rango es de 70 angstroms) muestra grande, el comportamiento de auxetic emergen del 40, el coeficiente de Poisson negativo calculado. 'Kachorovskii añadió,' tamaño de las muestras utilizadas en la práctica es sin duda más grande, por lo que podemos ver la atracción más inusual comportamiento de expansión.
Explicación de este fenómeno se asocia también con diferentes tipos de ondas, estas ondas interactúan de una manera muy compleja. Ginzburg longitud caracterizan estas interacciones ya no sea ignorado escalas, en esta escala el material que comienzan a mostrar un comportamiento inusual Tales interacciones a gran escala, por ejemplo, dificultan la contracción de cristales bidimensionales en esferas. Diferentes materiales tienen diferentes longitudes de Gilzberg, y conocer sus rangos específicos es extremadamente importante para el desarrollo de nuevos materiales.
Kachorovskii advirtió que la gente suele crear nuevos materiales sin calcular la longitud de Günzburg, y luego tratar de encontrar especialidades en sus propiedades. Esto es completamente incorrecto. Si Günzburg es tan grande como 1 km de longitud, entonces Las muestras de tamaño normal no muestran ninguna propiedad especial, por lo que es muy importante conocer la longitud de Günzburg.
El debate terminó proporción de grafeno de Poisson, comportamiento anormal auxetic grafeno también ha sido una explicación perfecta. Teniendo en cuenta el rendimiento de grafeno tan fácilmente afectado por la influencia de la fuerza aplicada, podemos utilizarlo para construir sensores acústicos altamente sensibles, porque las ondas de sonido pueden Al dibujar películas de grafeno, la resistencia del grafeno cambia significativamente bajo diferentes grados de estiramiento. El Instituto de Física Teórica de Randolph ha puesto esta aplicación en la agenda y han calculado la sensibilidad de este tipo de detector. alta. Además, la velocidad del sonido en el material auxético es mucho mayor que el material normal, de manera que cuando se tira en el estado de grafeno inflado, el sonido viaja rápido, nos ayudará a construir sensor respuesta ultra-rápido puede ser Detecta rápidamente la oscilación del sonido.