世界上最薄最小的折紙 石墨烯折紙僅有血紅蛋白大小(2)
鴻禎殿下
二、剪紙藝術(shù)的靈感
自折疊“折紙”并不是康奈爾首次從日本藝術(shù)中汲取靈感。在這個(gè)新項(xiàng)目中與米斯金一起共事的鮑爾·邁克約恩——一位專攻“一切微小的東西”的科學(xué)家——就一直在研究剪紙藝術(shù)。剪紙既包括剪紙也包括折紙。運(yùn)用了剪紙工藝的賀卡可以在打開(kāi)時(shí)呈現(xiàn)出精美的圖樣。邁克約恩的實(shí)驗(yàn)室還找到了如何在石墨烯(單層碳原子)上裁剪簡(jiǎn)單圖樣的方法。當(dāng)受到拉伸的時(shí)候,人工剪開(kāi)的石墨烯可以像手風(fēng)琴的風(fēng)箱那樣,拉出彈簧一樣的結(jié)構(gòu)。
為了讓石墨烯自己折疊,米斯金和他的同事在石墨烯上面附著了一層硅。硅是海邊白色沙灘的主要成分。這種附著著硅的石墨烯薄片只有幾原子的厚度,當(dāng)它沉入水中的時(shí)候會(huì)展平。加了酸之后,硅受酸分子擠壓,會(huì)試圖收縮,但是石墨烯很硬,會(huì)阻止硅分子彎曲。這時(shí)如果在石墨烯上劃出一道裂縫,硅就可以像門上的合頁(yè)一樣工作,就像是在折疊一張紙。于是就變成了一種會(huì)在酸性環(huán)境中折疊起來(lái),在堿性環(huán)境中展平開(kāi)來(lái)的新材料。
康奈爾的團(tuán)隊(duì)在很多地方都展示過(guò)這種材料。不同的“剪紙”花紋就能讓這種石墨烯-硅材料折疊出不同的3D形狀。“給我們?nèi)我庖粋€(gè)能單向折疊出來(lái)的形狀,我們都可以造出來(lái)一個(gè)迷你版。” 康奈爾的研究生巴里斯·布里坎說(shuō)。碳原子形成的3D形狀可能對(duì)制造微小電子器件也非常有用,因?yàn)槭梢詫?dǎo)電。