(PhysOrg.com) - Si vous possédez un appareil mécanique fabriqué à partir du matériau le plus résistant connu de l'humanité, ne voudriez-vous pas savoir dans quelles circonstances cela pourrait échouer?

Chris Marianetti aussi, professeur adjoint au département de physique appliquée et de mathématiques appliquées de Columbia Engineering.

Marianetti, dont les recherches portent sur la modélisation du comportement des matériaux à l'échelle atomique, s'intéressait aux propriétés du graphène, une feuille de carbone d'une épaisseur d'un atome avec une myriade d'applications de haute technologie, notamment des ordinateurs plus petits et des batteries plus durables.

Le graphène a fait l'actualité ces derniers temps. Cet automne, deux scientifiques britanniques ont remporté le prix Nobel de physique pour leurs recherches sur le matériau. En 2008, des expériences à la Fu Foundation School of Engineering and Applied Science ont établi que le graphène pur est le matériau le plus résistant connu de l'humanité.

James Hone, professeur agrégé de génie mécanique, l'a décrit à l'époque comme 200 fois plus résistant que l'acier de construction, notant qu'il faudrait un éléphant pour percer une feuille de graphène de l'épaisseur d'une pellicule de plastique. Aiguiser, avec Jeffrey Kysar, professeur agrégé de génie mécanique, faisaient partie de l'équipe de quatre personnes qui a prouvé la force inégalée du graphène.

En s'appuyant sur cette recherche révolutionnaire, Marianetti a commencé à explorer comment et pourquoi le graphène se brise. Ses recherches montrent que lorsque le graphène est soumis à une contrainte égale dans toutes les directions, il se transforme en une nouvelle structure qui est mécaniquement instable. L'arrangement en nid d'abeille des atomes de carbone est dirigé vers des anneaux hexagonaux isolés, un nouveau cristal structurellement plus faible. Les scientifiques de SEAS espèrent s'appuyer sur les travaux des uns et des autres, continuer à faire progresser la compréhension de ce super matériau.

La recherche a été financée par la National Science Foundation et sera publiée dans la revue Lettres d'examen physique .

« C'est passionnant à plusieurs niveaux, ", dit Marianetti. « La nanotechnologie devenant de plus en plus omniprésente, comprendre la nature du comportement mécanique dans des systèmes tels que le graphène est d'une grande importance. Nous pensons que la contrainte peut être un moyen de modifier les propriétés du graphène, et par conséquent, comprendre ses limites est essentiel.

Marianetti a reçu son B.S. et M.S. diplômes de l'Ohio State University et son doctorat. en science et ingénierie des matériaux du MIT. Avant de rejoindre la faculté de Columbia, il a effectué des recherches postdoctorales au département de physique de l'université Rutgers et à la division de chimie des matériaux du Lawrence Livermore National Laboratory.