Недостатня міцність - ахіллесова п'ята графена
З моменту його відкриття, графен вважається супер-матеріалом, властивості якого перевершують властивості інших відомих людей матеріалів. Але, група дослідників з університету Райс виявила слабкість, пов'язану з присутністю дефектів в листах графену з-за яких реальна міцність цього матеріалу в два рази нижче значення міцності, яке раніше вважалося дійсної міцністю графена.
Графен, унікальна форма вуглецю, плоска кристалічна решітка якого має форму сітки з шестикутними осередками, володіє безліччю унікальних властивостей, серед яких часто фігурує його надвисока міцність. Але вчені виявили, що на кордонах графенових листів, струнка структура з шестикутних осередків перетворюється в менш впорядковану структуру з п'яти - і семикутних осередків, у вузлах яких знаходяться п'ять або сім атомів вуглецю.
Листи графена, вирощувані в лабораторіях, в силу різних причин ніколи не є ідеальними кристалами. Замість однорідної структури ці листи складаються з "острівців" чистого графена, званих "зернами", з'єднаними між собою кристалічною решіткою з великою кількістю дефектів, так званих "швів". Саме ці дефекти "починають викликати проблеми, коли до листа графена прикладається зусилля", - пояснює дослідник Борис Якобсон (Boris Yakobson) в статті, опублікованій в журналі Material Views.
"Процеси, що виникають в графені при прикладанні до нього механічних зусиль, досить складні. Але якщо говорити простіше, дефекти графена дозволяють поширюватися деформацій, подібним тріщин на лобовому склі автомобіля. Так як графен по суті є крихким матеріалом, тріщини в його структурі можуть поширюватися нескінченно довго, порушуючи цілісність матеріалу і зменшуючи його механічну міцність".
В результаті наявності дефектів, які містить більшість вироблених листів графена, міцність графена більш ніж в два рази нижче розрахункового значення. Таке положення справ не ставить хрест повністю над потенційним застосуванням цього перспективного матеріалу, але він служить нагадуванням більшості вчених про те, що графен не допоможе вирішити відразу всі проблеми в світі.