Tim istraživača otkrio je da oštri nanonabore u grafenu stvaraju lokalne dvopolne električne regione — efekat fleksoelektričnosti na kvantnom nivou. Nanonabore, manje od milijarditog dela metra, ponašaju se kao veoma mali akumulatorski elementi sa polarizacijom do 10 miliona puta većom nego u većim sistemima. Rad kombinuje merenja konduktivnom AFM i računarske simulacije i ukazuje na mogućnost kontrole električnih svojstava geometrijom, uz napomenu da su potrebne dodatne potvrde.
Sitni nanonabore u grafenu stvaraju 'male baterije', otkrivaju fizičari
Tiny wrinkles in graphene can significantly alter its electrical properties. (Ajayan Lab/Rice University)
Grafen je izuzetno poseban materijal: tanak je samo jedan atomski sloj i ima jedinstvenu kombinaciju svojstava, uključujući kvantne i magnetske karakteristike. Novi rad međunarodnog tima istraživača otkriva da i mikroskopski, oštri nabori na njegovoj površini mogu drastično izmeniti kako grafen vodi struju.
The nanowrinkles acted as electricity 'speed bumps', the researchers found. (Iyengar et al.,Adv. Mater., 2026)
Istraživači iz SAD i Velike Britanije u časopisu Advanced Materials izveštavaju da se pri velikoj zakrivljenosti na nanoskali u grafenu javlja fleksoelektričnost (flexoelectricity) — efekat kojim savijanje materijala stvara električnu polarizaciju. U praksi su ti nanonabore ponašali kao dvopolni električni regioni, slični krajevima veoma malih baterija.
YouTube Thumbnail
Tim je prirodno formirane nanonabore, manje od milijarditog dela metra, detaljno analizirao kombinacijom direktnih merenja i računarskih simulacija. Konduktivna atomska sila mikroskopija (C-AFM) korišćena je za mapiranje topografije nabora i merenje lokalne struje, dok su simulacije pomogle da se razume kako zakrivljenost pomera raspodelu elektrona u grafenu.
The team usedconductive atomic force microscopyto measure the topography of the graphene wrinkles and the current they generated. (Iyengar et al.,Adv. Mater., 2026)
„Čak i običan nabor može postati izuzetna elektronska osobina kada se posmatra na atomskoj skali,“ kaže Pulickel Ajayan sa Rice University. Sathvik Ajay Iyengar, koji je vodio studiju dok je bio na Rice, objašnjava: na toj skali elektroni se blago pomeraju ka jednoj strani, stvarajući dve suprotne električne strane — kao krajeve male baterije.
Autori su izmerili lokalnu električnu polarizaciju koja je bila do 10 miliona puta veća nego u konvencionalnim, makroskopskim fleksoelektričnim sistemima. Ključan zaključak je da je oštrina i radijus zakrivljenosti nabora važniji od njihove ukupne veličine — što otvara mogućnost podešavanja električnih svojstava isključivo promenom geometrije na nanoskali.
Subscribe to ScienceAlert's free fact-checked newsletter
Analogija koja pomaže razumevanju glasi da su nabore kao „ležeći policajci“ za elektrone: menjanjem putanje i gustine struje, oni mogu kontrolisati kako grafen funkcioniše kao provodnik. Potencijalne primene uključuju unapređenje nanosenzora i ultra-tanki elektronskih komponenti gde se oblik, a ne hemija, koristi za upravljanje strujom.
Međutim, istraživači napominju ograničenja: zbog ekstremno male veličine nabora, eksperimentalna merenja su radila na granici dostupnih mikroskopskih metoda i oslanjala su se i na teorijske modele. Dalja nezavisna potvrda očekuje se u budućim studijama.
Studija (Iyengar et al., Advanced Materials, 2026) daje eksperimentalnu platformu za proučavanje kvantne fleksoelektričnosti u grafenu i može ubrzati razvoj uređaja koji koriste strukturnu kontrolu materijala na atomskom nivou.
Pomozite nam da budemo bolji.
