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。在這個新項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。運用了剪紙工藝的賀卡可以在打開時呈現(xiàn)出精美的圖樣。邁克約恩的實驗室還找到了如何在石墨烯(單層碳原子)上裁剪簡單圖樣的方法。當(dāng)受到拉伸的時候,人工剪開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)它沉入水中的時候會展平。加了酸之后,硅受酸分子擠壓,會試圖收縮,但是石墨烯很硬,會阻止硅分子彎曲。這時如果在石墨烯上劃出一道裂縫,硅就可以像門上的合頁一樣工作,就像是在折疊一張紙。于是就變成了一種會在酸性環(huán)境中折疊起來,在堿性環(huán)境中展平開來的新材料。
康奈爾的團隊在很多地方都展示過這種材料。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€能單向折疊出來的形狀,我們都可以造出來一個迷你版。” 康奈爾的研究生巴里斯·布里坎說。碳原子形成的3D形狀可能對制造微小電子器件也非常有用,因為石墨可以導(dǎo)電。