Comprendre l'origami dans les matériaux 2D

Anonim

Selon un sondage YouGov, un utilisateur de téléphonie mobile sur cinq au Royaume-Uni a ouvert son écran en trois ans. Les écrans mobiles se cassent facilement car ils sont généralement constitués d'un matériau en oxyde qui permet à l'écran tactile de fonctionner mais se casse facilement. En revanche, le graphène et les autres matériaux 2D pourraient également fonctionner comme des écrans tactiles mobiles efficaces, mais ils sont très flexibles. Ces matériaux promettent donc de révolutionner l’électronique flexible avec le potentiel de produire des écrans de téléphone mobile incassables.

Grâce à la flexibilité des matériaux, les matériaux 2D sont déjà utilisés dans les matériaux composites avancés utilisés pour optimiser les performances des équipements sportifs tels que les skis ou les raquettes de tennis et pour réduire le poids des véhicules. Les applications électroniques pourraient également bénéficier de nouveaux matériaux robustes à deux dimensions tels que le graphne. La capacité à se plier et à s'étirer est essentielle pour toutes ces applications, et de nouvelles recherches ont démontré ce qui se produit lorsque des matériaux minces du point de vue atomique sont pliés comme de l'origami.

En écrivant dans Nature Communications, des chercheurs de l'Université de Manchester ont étudié le repliement de matériaux à deux dimensions au niveau de feuilles atomiques uniques. Le Dr Aidan Rooney, chercheur principal, a déclaré: "En analysant ces plis de manière si détaillée, nous avons découvert un comportement de flexion complètement nouveau qui nous oblige à revoir la façon dont les matériaux se déforment."

L'un des plis spéciaux qu'ils ont observés s'appelle un jumeau; pour lequel le matériau est un miroir parfait de lui-même de chaque côté du virage. Professeur de caractérisation des matériaux, Sarah Haigh explique: «Lors de mes études en science des matériaux à Oxford, j'ai appris très tôt la structure du cintrage du graphite sur illustrations de manuels. Cependant, nos résultats récents montrent que ces manuels doivent être corrigés. En tant que scientifique, il n’est pas souvent possible d’annuler les principales hypothèses qui existent depuis plus de 60 ans. "

Les chercheurs ont constaté que, contrairement aux modèles précédents, les plis dans les matériaux stratifiés tels que le graphite et le graphène sont délocalisés sur de nombreux atomes - ce qui n’a pas toujours été supposé. En effet, une minuscule région de courbure semblable à un nanotube est produite au centre de la courbe. Cela a un effet majeur sur la résistance des matériaux et leur capacité à fléchir et à s'étirer. D'autres fonctions de pliage complexes ont également été observées.

Professeur de science et technologie des polymères, Robert Young a commenté: "Nous avons constaté que le type de pliage peut être prédit en fonction du nombre de couches atomiques et de l’angle de la courbure. pour différentes applications pour optimiser leur résistance ou leur résistance à la défaillance. "

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