“神奇材料”石墨烯的性质在潮湿条件下的变化

“神奇材料”由碳制成，于2004年被发现，因其许多非凡的特性而备受赞誉，包括比钢更坚固、比铜更导电、更轻、更灵活和透明。

这项发表在《物理评论B》杂志上的研究表明，在双层石墨烯中，两片一原子厚的碳堆叠在一起，水在潮湿的环境中在两层之间渗出。

石墨烯的性质很大程度上取决于这些碳层是如何相互作用的，当水进入它们之间时，它可以改变相互作用。

研究人员发现，在22%的相对湿度下，水形成一个原子性的薄层，在超过50%的相对湿度下分离石墨烯层。

这表明，层状石墨烯在英国曼彻斯特这样的潮湿地区可能表现出非常不同的性质，那里的平均相对湿度超过每年每个月80%，而在亚利桑那州图森这样的干燥地区，相对湿度在5月的下午为13%，但在1月的早晨上升到65%。因此，在图森，房产将根据一年中的时间而变化。

石墨烯，无论是层状还是单层，都可能有大量的用途，但本研究的结果可能会影响材料在实际应用中的应用。

需要记录湿度

主要作者孙一伟博士，来自玛丽女王学院的工程与材料科学，他说：“关键点，22%和50%的相对湿度，是日常生活中非常常见的条件，这些点很容易被跨越。因此，石墨烯的许多特殊性质可以通过石墨烯层之间的水来改变。”

“一些石墨烯基设备可能在干燥的地方发挥其全部功能，而另一些则可能在潮湿的地方发挥其全部功能。我们建议所有在二维材料上的实验将来都应该记录相对湿度，”他补充说。

研究人员认为，湿度也可能对其他层状材料产生影响，如氮化硼（由硼和氮制成的薄片）和二硫化钼（由钼和硫制成的薄片）。

这项研究之所以进行，是因为人们知道石墨，一种同样由碳制成的材料，在低湿度条件下会失去其良好的润滑能力，例如在第二次世界大战期间报告的高空飞行飞机上，或在70年代美国宇航局报告的外太空中。

人们认为，石墨层之间的水对石墨层的行为至关重要，而现在同样的作用已被证明会影响石墨层。