Le même mécanisme de glissement et de collage qui conduit aux tremblements de terre est à l'œuvre au niveau moléculaire dans les matériaux à l'échelle nanométrique, où il détermine la plasticité au cisaillement des matériaux, selon des scientifiques de l'Université Rice et de l'Université d'État de Campinas, Brésil.

Le scientifique du laboratoire Rice, Pulickel Ajayan, a découvert que des molécules aléatoires dispersées dans des couches de graphène autrement vierge affectent la façon dont les couches interagissent les unes avec les autres sous contrainte.

La plasticité est la capacité d'un matériau à se déformer de façon permanente lorsqu'il est tendu. Les chercheurs Rice, penser à des choses futures comme l'électronique flexible, a décidé de voir comment le "papier" d'oxyde de graphène gérerait la contrainte de cisaillement, dans lequel les feuilles sont tirées par les extrémités.

Une telle connaissance approfondie est importante lors de la fabrication de nouveaux matériaux avancés, dit Chandra Sekhar Tiwary, un auteur principal du nouvel article dans la revue American Chemical Society Lettres nano et un associé de recherche postdoctoral Rice.

"Nous voulons construire des structures tridimensionnelles à partir de matériaux bidimensionnels, donc ce genre d'étude est utile, ", a-t-il déclaré. "Ces structures pourraient être un substrat thermique pour les appareils électroniques, il peut s'agir de filtres, il peut s'agir de capteurs ou de dispositifs biomédicaux. Mais si nous allons utiliser un matériau, nous devons comprendre comment il se comporte."

Le papier à l'oxyde de graphène qu'ils ont testé était une pile de feuilles superposées comme des crêpes. Les molécules d'oxygène ont "fonctionnalisé" les surfaces, ajoutant de la rugosité aux feuilles autrement épaisses en atomes.

Dans les expériences et les modèles informatiques, l'équipe a constaté qu'avec douceur, stress lent, les oxydes attraperaient en effet, ce qui fait que le papier prend une forme ondulée où les couches se séparent. Mais un taux de déformation plus élevé rend le matériau fragile. "La simulation réalisée par nos collaborateurs au Brésil donne un aperçu et confirme que si vous tirez très vite, les couches n'interagissent pas, et une seule couche sort, " dit Tiwary.

« Après cette étude, nous savons maintenant qu'il y a des groupes fonctionnels qui sont utiles et d'autres qui ne le sont pas. Avec cette compréhension, nous pouvons choisir les groupes fonctionnels pour créer de meilleures structures au niveau moléculaire."