國際首次 陸用石墨烯隨意摺紙
原子級精準石墨烯摺紙術構築3D石墨烯奈米結構示意圖。（取自中國科學院官網）
（設計劃面）
中國科學院物理研究所高鴻鈞院士領導的研究團隊，最近在國際上首次實現了原子級精準控制的石墨烯奈米結構摺疊，這是目前世界上最小尺寸的、可按需定製的石墨烯「摺紙」。這一重要研究成果，獲權威國際學術期刊《科學》雜誌發表。
該院6日發佈消息說，探索新型低維碳奈米材料及其新奇物性，一直是當今科技領域的前沿科學問題之一，而二維（2D）的石墨烯晶格結構被認爲是其他衆多碳奈米結構的母體材料。
通過對石墨烯的彎曲摺疊，可以構築出具有新奇電子學特性的奈米結構，但在單原子尺度精確地摺疊石墨烯，特別是根據特殊需要沿特定方向對石墨烯進行摺疊，具有極大挑戰性。
研究團隊的陳輝博士等人通過科研攻關，在世界上首次實現了對石墨烯奈米結構的原子級精準的可控摺疊，構築出一種新型的準3D石墨烯奈米結構，它由2D旋轉堆垛雙層石墨烯奈米結構與1D的類碳奈米管結構組成。
陳輝等人發表的論文顯示，此次研究不僅實現了簡單的摺疊，還可以在摺疊後將石墨烯成功展開，並能讓同一個石墨烯結構沿任意方向反覆摺疊，還創造出堆疊角度精確可調的特定雙層石墨烯奈米結構。
研究團隊還發現，通過石墨烯「奈米摺紙術」得到的準1D奈米管異質結，具有不同的能帶排列方式。
可構築2D原子晶體材料
高鴻鈞介紹，通過摺疊所獲取的新材料可能獲得摺疊前所沒有的超導性或磁性，這樣一些特性的變化，對未來的應用會有重要意義。
石墨烯「摺紙」這項成果，還可以用於構築其他新型2D原子晶體材料的摺疊奈米結構，同時也對構築新型量子材料與量子器件（機器）及其應用具有重要的科學意義。
研究團隊通過掃描探針操控技術，具體實現了5方面突破：一是石墨烯奈米結構的原子級精準摺疊與解摺疊；二是同一個石墨烯結構沿任意方向的反覆摺疊；三是堆疊角度精確可調的旋轉堆垛的雙層石墨烯奈米結構；四是準1D碳奈米管奈米結構的構築；五是雙晶石墨烯奈米結構的可控摺疊及其異質結的構築。