Cette coupe montre le renflement qui se produit lorsque l'air est pompé à travers un trou sous une feuille de graphène. Les chercheurs ont estimé la résistance au cisaillement en mesurant l'étirement de la feuille autour du trou. L'étirement du graphène bicouche (bleu) est beaucoup plus important que celui du graphène monocouche (jaune). Crédit :L. Liu, C. Weng, &G. Wang/NCNST
(Phys.org) - Une équipe de chercheurs de Chine et des États-Unis a mis au point un moyen relativement simple de mesurer les forces de cisaillement qui existent entre les feuilles de graphène et d'autres matériaux. Dans leur article publié dans la revue Lettres d'examen physique , le groupe décrit la technique et les résultats obtenus en l'utilisant pour mesurer les forces de cisaillement pour plusieurs types de matériaux 2D.
Comme les feuilles de graphène sont utilisées dans plus d'applications, il est devenu important de mieux comprendre les forces de cisaillement en jeu entre eux et les autres matériaux. En savoir plus pourrait empêcher les feuilles de se séparer, par exemple, lorsqu'ils sont utilisés pour fabriquer un appareil électronique. Dans certaines applications, les feuilles de graphène sont superposées à d'autres feuilles de graphène, tandis que dans d'autres, Les feuilles de graphène sont appliquées à des feuilles d'autres matériaux. Mais jusqu'à maintenant, il n'y avait aucun moyen de mesurer à quel point ces matériaux s'accrochaient les uns aux autres. Traditionnellement, de telles mesures sont effectuées en collant des feuilles de matériau puis en les tirant dans des directions opposées, un moyen de mesurer leur force de cisaillement. Mais parce que les feuilles de graphène ont une épaisseur d'un seul atome, cette approche n'est pas réalisable. Dans ce nouvel effort, les chercheurs ont trouvé une nouvelle façon de mesurer les forces de cisaillement entre ces matériaux.
Dans la nouvelle méthode, de minuscules trous ont été percés dans une feuille avant qu'elle ne soit collée à une autre feuille. L'air a ensuite été utilisé pour générer une pression par le bas, faire monter la feuille du dessus et tirer la feuille du dessous avec elle, formant une bulle. Les chercheurs ont ensuite utilisé la spectroscopie Raman pour mesurer la quantité d'étirement à la base de la bulle comme moyen de mesurer les forces de cisaillement entre les deux matériaux.
En utilisant leur technique, les chercheurs ont pu mesurer la force de cisaillement entre deux feuilles de graphène et l'ont trouvée à 40 kPa, ce qui est considéré comme très petit et sans surprise, car des feuilles de graphène ont été utilisées comme lubrifiant. L'équipe a également mesuré la force de cisaillement entre une feuille de graphène et une feuille de dioxyde de silicium, et trouvé qu'il était de 1,64 MPa, ce qui est environ 40 fois supérieur à la force de cisaillement entre les feuilles de graphène.
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