弾丸も貫通しない強度をそなえた2層グラフェン「diamene」

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炭素原子がハニカム状に並んだ厚さ原子1個分のシート状の物質グラフェンは、柔軟で伸縮性があり、かつ極めて高い引っ張り強度を持つ素材だ。そのグラフェンの製造方法や利用方法を巡って世界中で研究開発が盛んに行われているが、ニューヨーク市立大学先端科学研究センター(ASRC)は、グラフェンのシートがもつ新たな特性を明らかにした。耐久性の高い保護コーティングや超軽量防弾フィルムなどの開発につながるものと考えられるこの研究成果は、最新の『Nature Nanotechnology』誌に掲載されている。

掲載された論文によれば、ASRCの研究チームは、原子2個分の厚さのグラフェンシートに常温でナノスケールの圧力を加えると、その部分が一時的にダイヤモンドと同等かそれ以上の硬度に変化することを発見した。この「diamene」と名付けられた素材は薄く、軽く、しなやかで、一旦硬化すると弾丸でも貫通しなくなるという。興味深いことに、この作用はグラフェンが正確に原子2層の厚さの場合にのみ起こり、1層の厚さやもっと厚いグラファイトを使った実験では柔らかいままだったという。

研究チームを率いたASRCのElisa Riedo教授は、「diameneは、これまでで最も薄く、かつダイヤモンドの硬度を持つフィルムだ」と述べている。そして、「グラファイトとダイヤモンドはどちらも炭素からできているが、その原子構造の差異が硬度、柔軟性、電気伝導度などの違いを生み出している。今回の発見により、グラファイトに対して特定の条件化でダイヤモンドの有用な特性を与えられる可能性がある」とその成果を説明している。

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Scientists Discover Process for Transitioning Two-Layer Graphene into a Diamond-Hard Material on Impact

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